Čo je latentný prenos tepla?

Prechody medzi pevnou, kvapalnou a plynnou fázou materiálu zahŕňajú veľké množstvo energie. Energia potrebná na prechod je známa ako prenos latentného tepla. Vedci zaoberajúci sa alternatívnou energiou nedávno hľadali spôsoby, ako je možné tento prenos latentného tepla využiť na ukladanie energie, pokiaľ to nie je potrebné. Jedna štúdia ministerstva energetiky (DOE) napríklad uvažuje o tom, či by koncentrovaná solárna energia mohla využívať roztavenú soľ na ukladanie tepelnej energie.

Keď sa dve látky s rôznymi teplotami dostanú do vzájomného kontaktu, látka s vyššou teplotou odovzdáva teplo látka s nižšou teplotou v procese zvanom „citeľný prenos tepla“. Napríklad keď zapadne slnko, vzduch sa ochladí a ochladí ako zem. Zem odovzdáva časť svojej tepla do vzduchu, čo spôsobí, že sa zem ochladí a vzduch sa oteplí.

V mieste, kde je jedna z látok pripravená meniť skupenstvo alebo fázy (pevná látka na kvapalinu, kvapalina na plyn, atď.), Teplo sa prenáša z jednej látky bez zodpovedajúceho teplotného posunu v druhej látka. Tento proces vydávania alebo absorpcie tepla bez zmeny teploty je známy ako „prenos latentného tepla“.

Množstvo tepla, ktoré sa musí pridať do kvapaliny, aby sa zmenila na plyn (t. J. Voda na paru), sa nazýva „latentné teplo odparovania“, zatiaľ čo množstvo tepla, ktoré sa musí pridať do tuhej látky, aby sa zmenila na kvapalinu (ľad na vodu), je „latentné teplo fúzie“. Množstvo energie, ktoré je potrebné pridať zmeniť fázu jedného gramu látky je oveľa väčšia ako energia potrebná na zvýšenie teploty jedného gramu tej istej látky o jeden stupeň Celzia. Energia potrebná na zvýšenie jedného gramu sa nazýva „špecifické teplo“ látky. Voda má špecifické teplo 1 kalóriu / gram ° C a teplo fúzie 79,7 kalórií / gram.

Počas prenosu latentného tepla sa energia nestráca. Napríklad topenie ľadu spôsobuje absorpciu latentného tepla. Kedy voda zamrzne, sa uvoľňuje latentné teplo. Podobne, keď sa voda odparí, absorbuje energiu, ale keď voda kondenzuje, energia sa uvoľní.

Mnoho alternatívnych zdrojov energie je obmedzených, pretože nedokážu zabezpečiť stálu výrobu energie. Solárne generátory vyrábajú iba vtedy, keď svieti slnko a veterné turbíny zjavne fungujú iba vtedy, keď fúka vietor. To malo za následok zvýšený výskum lacných a efektívnych spôsobov skladovania energie až do potrebné (napríklad na ukladanie prebytočnej solárnej elektriny vyrobenej za slnečného dňa, ktorá sa má použiť počas roku) noc).
Systémy na skladovanie latentnej tepelnej energie (LHTES) môžu akumulovať a odvádzať veľké množstvo energie, keď sa látky topia a tuhnú. Je potrebný ďalší výskum, aby sa rozhodlo, ktoré materiály majú správne vlastnosti, ktoré by umožňovali všetkému, od automobilov až po továrne, efektívne využívať prenos latentného tepla.