מהו העברת חום סמוי?

המעברים בין השלבים המוצקים, הנוזליים והגזיים של החומר כוללים כמויות גדולות של אנרגיה. האנרגיה הנדרשת למעבר נקראת העברת חום סמויה. לאחרונה חוקרי אנרגיה חלופית בדקו דרכים בהן ניתן להשתמש בהעברת חום סמויה זו לאחסון אנרגיה עד לצורך. לדוגמא, מחקר אחד של משרד האנרגיה (DOE) שוקל אם כוח סולארי מרוכז יכול להשתמש במלח מותך לאחסון אנרגיה תרמית.

כאשר שני חומרים עם טמפרטורות שונות מובאים במגע אחד עם השני, החומר עם הטמפרטורה הגבוהה יותר מעביר חום אל חומר עם הטמפרטורה הנמוכה יותר בתהליך המכונה "העברת חום הגיונית". לדוגמא, כאשר השמש שוקעת, האוויר נהיה קר יותר ונעשה קריר יותר מזה קרקע, אדמה. הקרקע מעבירה חלק מחוםיה לאוויר וגורמת לקרקע להתקרר ולאוויר להתחמם.

בנקודה בה אחד החומרים מוכן לשנות מצב או שלבים (מוצק לנוזל, נוזלי לגז, וכו '), חום מועבר מחומר אחד ללא שינוי טמפרטורה מקביל בחומר השני חומר. תהליך זה של הוצאת או קליטת חום ללא שינוי בטמפרטורה מכונה "העברת חום סמויה".

כמות החום שיש להוסיף לנוזל כדי להחליף אותו לגז (כלומר, מים לקיטור) נקראת "חום אידוי סמוי", ואילו כמות החום שיש להוסיף למוצק כדי לשנות אותה לנוזל (קרח למים) היא "חום היתוך סמוי". כמות האנרגיה שיש להוסיף לשנות את השלב של גרם אחד של חומר גדול בהרבה מהאנרגיה הנדרשת כדי להעלות את הטמפרטורה של גרם אחד מאותו חומר בדרגה אחת צֶלסִיוּס. האנרגיה הדרושה להעלאת גרם במעלה אחת נקראת "החום הספציפי" של החומר. במים יש חום ספציפי של 1 קלוריה / גרם מעלות צלזיוס וחום של היתוך של 79.7 קלור / גרם.

אנרגיה לא הולכת לאיבוד במהלך העברת חום סמוי. לדוגמא, המסת קרח גורמת לספיגת חום סמוי. מתי מים קופאים, החום הסמוי משתחרר. באופן דומה, כאשר מים מתאדים הם סופגים אנרגיה, אך כאשר המים מתעבים, האנרגיה משתחררת.

מקורות אנרגיה חלופיים רבים מוגבלים מכיוון שהם אינם יכולים לספק ייצור אנרגיה מתמיד. גנרטורים סולאריים מייצרים רק כאשר השמש זורחת, וטורבינות רוח כמובן פועלות רק כשהרוח נושבת. זה הביא למחקר מוגבר על דרכים בעלות נמוכה ויעילה לאחסון האנרגיה עד נדרש (למשל, לאחסן עודף חשמל סולארי המיוצר ביום שמש לשימוש במהלך לַיְלָה).
מערכות אחסון אנרגיה תרמית חום סמוי (LHTES) יכולות לאגור ולפרוק כמויות גדולות של אנרגיה כאשר חומרים מתמוססים ומתמצקים. יש צורך במחקר נוסף כדי להחליט אילו חומרים הם בעלי המאפיינים הנכונים שיכולים לאפשר לכל דבר, החל ממכוניות ועד מפעלים, להשתמש ביעילות בהעברת חום סמויה.