Kaj je latentni prenos toplote?

Prehodi med trdnimi, tekočimi in plinovitimi fazami materiala vključujejo velike količine energije. Energija, potrebna za prehod, je znana kot latentni prenos toplote. V zadnjem času raziskovalci alternativne energije preučujejo načine, kako lahko ta latentni prenos toplote uporabimo za shranjevanje energije, dokler ni potrebna. Na primer, ena študija Ministrstva za energijo (DOE) preučuje, ali bi koncentrirana sončna energija lahko staljeno sol uporabljala za shranjevanje toplotne energije.

Ko prideta dve snovi z različnimi temperaturami v stik med seboj, snov z višjo temperaturo prenese toploto na snov z nižjo temperaturo v postopku, imenovanem "smiseln prenos toplote". Na primer, ko sonce zaide, se zrak ohladi in postane hladnejši od zraka tla. Tla prenašajo del toplote v zrak, zaradi česar se tla ohladijo in zrak ogreje.

Na mestu, kjer je ena od snovi pripravljena za spremembo stanja ali faz (trdno v tekoče, tekoče v plinsko, itd.), toplota se prenaša iz ene snovi brez ustreznega temperaturnega premika v drugi snov. Ta postopek oddajanja ali absorbiranja toplote brez spreminjanja temperature je znan kot "latentni prenos toplote".

Količina toplote, ki jo je treba dodati tekočini, da se spremeni v plin (tj. Voda v paro), se imenuje "latentna toplota uparjanja", medtem ko količina toplote, ki jo moramo dodati trdni snovi, da jo spremenimo v tekočino (led v vodo), je "latentna toplota fuzije". Količina energije, ki jo je treba dodati sprememba faze enega grama snovi je veliko večja od energije, potrebne za dvig temperature enega grama iste snovi za eno stopinjo Celzija. Energijo, potrebno za dvig grama za eno stopinjo, imenujemo "specifična toplota" snovi. Voda ima specifično toploto 1 kalorija / gram ° C in toploto taljenja 79,7 cal / gram.

Med latentnim prenosom toplote se energija ne izgubi. Na primer zaradi taljenja ledu se absorbira latentna toplota. Kdaj voda zmrzne, sprosti se latentna toplota. Podobno, ko voda izhlapi, absorbira energijo, ko pa se voda kondenzira, se energija sprosti.

Številni alternativni viri energije so omejeni, ker ne morejo zagotoviti stalne proizvodnje energije. Sončni generatorji proizvajajo le, ko sije sonce, vetrne turbine pa očitno delujejo le, ko piha veter. To je povzročilo večje raziskovanje poceni in učinkovitih načinov za shranjevanje energije do potreben (na primer za shranjevanje odvečne sončne električne energije, proizvedene v sončnem dnevu, ki se bo uporabljala med noč).
Sistemi za shranjevanje toplotne energije z latentno toploto (LHTES) lahko shranjujejo in odvajajo velike količine energije, ko se snovi stopijo in strdijo. Potrebne so dodatne raziskave, da bi se odločili, kateri materiali imajo prave lastnosti, ki bi lahko vsem, od avtomobilov do tovarn, učinkovito izkoristile latentni prenos toplote.