Co to jest utajone ciepło?

Utajone ciepło to nazwa nadana energii, która jest tracona lub pozyskiwana przez substancję, gdy zmienia stan, na przykład z gazu na ciecz. Mierzy się ją jako ilość energii, w dżulach, a nie jako temperaturę.

Większość substancji może istnieć w trzech stanach: gazowym, ciekłym i stałym, chociaż istnieje dodatkowy stan zwany plazmą. Główna różnica między substancjami w każdym stanie polega na tym, jak szybko poruszają się jej cząsteczki. Jako ciecz cząsteczki poruszają się z prędkością, w której mogą się wielokrotnie łączyć, rozpadać, a następnie łączyć ponownie. Kiedy poruszają się powoli, pozostają razem, tworząc bryłę. Kiedy poruszają się szybko, rozpadają się, tworząc gaz.

Na przykład zwykle myślimy o wodzie jako cieczy. Może to jednak być ciało stałe (lód) lub gaz (para). Ale jak widać, kiedy gotujesz wodę w czajniku lub gdy powierzchnia stawu zamarza, nie wszystkie cząsteczki w substancji zmieniają stan w tym samym czasie.

Kiedy cząsteczka zmienia stan, ma inną ilość energii. Jednak prawa fizyki mówią, że energia nie może po prostu zniknąć. Kiedy cząsteczka porusza się wolniej, nadmiar energii jest uwalniany do otoczenia w postaci utajonego ciepła. Gdy cząsteczka porusza się szybciej, pochłania dodatkową energię, pobierając utajone ciepło z otoczenia.

Możesz poczuć skutki utajonego ciepła w upalny dzień, gdy pot odparuje ze skóry i poczujesz chłód. Wynika to z tego, że cząsteczki cieczy, które parują, będą potrzebować więcej energii, gdy staną się parą wodną. Ta energia cieplna jest pobierana ze skóry, co obniża jej temperaturę.

Efekty utajonego ciepła są również widoczne w pogodzie. Kiedy cząsteczki wody w powietrzu wznoszą się wystarczająco wysoko, stają się zimniejsze i kondensują w ciecz, która ma mniej energii. „Zapasowa” energia staje się utajonym ciepłem i sprawia, że ​​otaczające powietrze jest cieplejsze. Prowadzi to do wiatru, a gdy proces przebiega szybko, może nawet spowodować burzę.

Utajone ciepło zapewnia również energię huraganom i cyklonom, które rozpoczynają się nad ciepłymi oceanami, w których istnieje duży zapas ciepłego i wilgotnego powietrza, które może się unosić, a następnie kondensować. Im cieplejsze powietrze, tym więcej energii wynika z jego chłodzenia i kondensacji, dlatego huragany są bardziej prawdopodobne i mają większą moc w cieplejszych porach roku.