Le transizioni tra le fasi solida, liquida e gassosa di un materiale coinvolgono grandi quantità di energia. L'energia necessaria per la transizione è conosciuto come trasferimento di calore latente. Recentemente, i ricercatori hanno cercando il modo di trasferire questo calore latente di energia alternativa utilizzabile per immagazzinare l'energia fino a quando necessario. Ad esempio, uno studio del Department of Energy (DOE) sta valutando se energia solare concentrata potesse utilizzare sale fuso per accumulo di energia termica.
Trasferimento di calore sensibile
Quando due sostanze con diverse temperature sono messi a contatto con l'altro, la sostanza con la più alta temperatura trasferisce il calore alla sostanza con la temperatura più bassa in un processo chiamato "trasferimento di calore sensibile." Ad esempio, quando il sole tramonta, l'aria diventa più freddo e diventa più fresco rispetto al suolo. La terra trasferisce parte del suo calore all'aria causando la terra per avere più freddo e l'aria a ottenere più caldo.
Trasferimento di calore latente
Al punto in cui una delle sostanze è pronta a modificare lo stato o fasi (solidi a liquido, liquido a gas, ecc), il calore viene trasferito da una sostanza senza un corrispondente cambiamento di temperatura nell'altra sostanza. Questo processo di emettendo o assorbendo calore senza variazione di temperatura è noto come "trasferimento di calore latente".
Tipi
La quantità di calore che deve essere aggiunto a un liquido per cambiarlo in un gas (cioè, l'acqua in vapore) è chiamata il "calore latente di vaporizzazione," mentre la quantità di calore che deve essere aggiunto ad un solido a cambiarlo in un liquido (ghiaccio all'acqua) è il "calore latente di fusione".La quantità di energia che deve essere aggiunto per cambiare la fase di un grammo di una sostanza è molto maggiore rispetto all'energia necessaria per innalzare la temperatura di un grammo dello stessa sostanza uno gradi Celsius. L'energia necessaria per innalzare di un un grado grammo è chiamato il "calore specifico" della sostanza.L'acqua ha un calore specifico di 1 caloria per grammo ° C e un calore di fusione di 79,7 cal/grammo.
Considerazioni
Energia non viene perso durante il trasferimento di calore latente. Per esempio, fusione del ghiaccio provoca calore latente di essere assorbito. Quando l'acqua congela, il calore latente viene rilasciato. Allo stesso modo, quando l'acqua evapora, assorbe l'energia, ma quando si condensa l'acqua, l'energia viene rilasciata.
Vantaggi
Molte fonti di energia alternative sono limitate, perché non possono fornire la produzione di energia costante. Generatori solari solo produrre quando splende il sole e turbine eoliche ovviamente funzionano solo quando soffia il vento. Ciò ha provocato una maggiore ricerca in modi efficaci e a basso costo per immagazzinare l'energia fino a quando necessario (ad esempio, per memorizzare l'elettricità solare in eccesso prodotta in una giornata di sole per essere utilizzato durante la notte).
Sistemi di storage (LHTES) di energia termica calore latente potrebbero archiviare e scaricare grandi quantità di energia come sostanze si fondono e si solidificano.Ulteriore ricerca è necessaria per decidere quali materiali hanno le caratteristiche giuste che potrebbero consentire tutto dalle automobili alle fabbriche per utilizzare in modo efficace trasferimento di calore latente.