潛熱簡介

潛熱

是指在溫度保持不變的條件下，物質(zhì)在從某一個相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€相的相變過程中所吸入或放出的熱量。是一狀態(tài)量。因任何物質(zhì)在僅吸入（或放出）潛熱時均不致引起溫度的升高（或降低），這種熱量對溫度變化只起潛在作用，故名。例如，液體蒸發(fā)時從周圍吸收熱量（汽化潛熱），因為當(dāng)液體擴(kuò)張為氣體時分子之間克服相互的吸引力需要能量。同樣，固體在熔解時要吸收熱量（熔解潛熱）。物質(zhì)的單位量所吸收或釋放的熱量稱為比潛熱；單位物質(zhì)的量所吸收或釋放的熱量稱為摩爾潛熱 。其值不僅因物質(zhì)種類不同而異，而且也與溫度或壓力密切相關(guān)。按相變過程種類的不同，有氣化潛熱、熔化潛熱和升華潛熱等。同種物質(zhì)在溫度相同、方向相反的相變過程中所吸入或放出的潛熱，其量值必相等，如氣化潛熱總是等于凝結(jié)潛熱。

其在熱化學(xué)中，是物質(zhì)在物態(tài)變化（相變）過程中，在溫度沒有變化的情況下，吸收或釋放的能量。這個述語最初是由約瑟夫·布雷克發(fā)明，約于1750年從拉丁文的“latere”衍生而來，意即“隱藏”。潛熱這個字一般已較少使用，取而代之的是現(xiàn)代觀念的相變焓。

熔解潛熱

物質(zhì)在溫度沒有改變的狀況下，從固態(tài)轉(zhuǎn)變到液態(tài)的過程中吸收的能量。

汽化潛熱

物質(zhì)在溫度沒有改變的狀況下，從液態(tài)轉(zhuǎn)變到氣態(tài)的過程中吸收的能量。

一級相變（見相和相變）過程中單位質(zhì)量物質(zhì)吸收或放出的熱量。有時稱相變潛熱。物質(zhì)三態(tài)變化都是相變，因此汽化熱、熔解熱、升華熱都是相變潛熱。在不同的相變溫度下，相變潛熱有不同的值。

在物質(zhì)的三相點，有三種潛熱。如果用α、β、γ分別代表物質(zhì)的固、液、氣相，用潛熱分別表示熔解、汽化 、升華三種潛熱，則有潛熱即三種潛熱中的一種，可由其他兩種求出。許多固體在不同的溫度和壓強(qiáng)下具有不同的結(jié)晶形式，即可以從一種固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固相，這種過程稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。同素異晶轉(zhuǎn)變過程中也要產(chǎn)生相變潛熱。

相變過程中單位質(zhì)量物質(zhì)吸收或放出的熱量。潛熱能量包含兩部分，即兩相內(nèi)能之差（稱內(nèi)潛熱）和相變時克服外部壓強(qiáng)所作的功（稱外潛熱）。潛熱只發(fā)生在一級相變中，與發(fā)生相變時的溫度有關(guān)。單位質(zhì)量的某物質(zhì)在一定溫度下的相變潛熱是確定的。如0℃和1.01×10帕大氣壓強(qiáng)下1千克冰吸收334.3千焦的熱量才能轉(zhuǎn)化為同溫度的水；100℃和1.01×10帕大氣壓強(qiáng)下1千克水吸收2263.8千焦的熱量才能轉(zhuǎn)化為同溫度的水蒸氣，固-液相變中的熔解熱和凝固熱，液-氣相變中的汽化熱和凝結(jié)熱及固-氣相變中的升華熱和凝華熱都屬相變潛熱 。

物質(zhì)發(fā)生相變（物態(tài)變化），在溫度不發(fā)生變化時吸收或放出的熱量叫作“潛熱”。物質(zhì)由低能轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣軙r吸收潛熱，反之則放出潛熱。例如，液體沸騰時吸收的潛熱一部分用來克服分子間的引力，另一部分用來在膨脹過程中反抗大氣壓強(qiáng)做功。熔解熱、汽化熱、升華熱都是潛熱。潛熱的量值用每單位質(zhì)量的物質(zhì)或用每摩爾物質(zhì)在相變時所吸收或放出的熱量來表示。

在一級相變中，吸收或釋放熱量，伴隨體積的變化，但系統(tǒng)的溫度不變。所吸收或放出的熱量稱為“相變潛熱”。相變潛熱與發(fā)生相變的溫度有關(guān)，單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度下的相變潛熱是值。若用u1和u2分別表示1相和2相單位質(zhì)量的內(nèi)能，用v1和v2分別表示1相和2相單位質(zhì)量的體積，于是單位質(zhì)量的物質(zhì)由1相轉(zhuǎn)變?yōu)?相時所吸收的相變潛熱可用下式表示：l=（u2-u1） p（v2-v1）=h2-h1。式中p是作用于系統(tǒng)的外部壓強(qiáng)，h1和h2分別為1相和2相單位質(zhì)量的焓。上式相變潛熱公式表明，相變潛熱內(nèi)潛熱（u2-u1）和外潛熱〔p（v2-v1）〕兩部分。

純物質(zhì)在其相態(tài)變化時所吸收或放出熱量且沒有溫度變化，此熱量稱潛熱。但在體系和環(huán)境之間有熱量傳遞。過程的特點是兩相共存，因此，從相律知，只有一個自由度。在潛熱和物系的pvt數(shù)據(jù)間存在著下列基本方程：△h=t△vdp0/dt，△v是溫度t時伴有相變的體積變化；△h是潛熱；dp0/dt是飽和蒸氣壓隨溫度的變化率。潛熱可用理熱法進(jìn)行實驗測定，估算方法大致上分為兩類：（1）預(yù)算正常沸點下的蒸發(fā)熱；（2）已知一個溫度下的潛熱推算其他溫度下的潛熱。

技術(shù)上常利用某些物質(zhì)的相變潛熱來致冷。還可利用液態(tài)二氧化碳汽化時吸熱來制作干冰（固態(tài)二氧化碳）。其方法是將液態(tài)二氧化碳在室溫下貯存在高壓鋼管內(nèi)，使用時打開鋼筒閥門，噴出的液態(tài)二氧化碳由高壓狀態(tài)驟然降至常壓狀態(tài)，使它迅速汽化并吸收大量的汽化熱，這部分液態(tài)二氧化碳的汽化導(dǎo)致另一部分冷卻而凝固成干冰，其溫度低達(dá)-78℃左右，用容器收集起來，便可作為致冷劑。由于干冰在制造、運輸和使用等方面都很方便，又沒有副作用，因此在食品冷藏和科學(xué)研究中有廣泛應(yīng)用。人工降水就是利用干冰在不降水的冷云中很快升華而吸收大量熱量，使周圍空氣溫度急劇下降，從而使云中的水汽凝華和過冷水滴凝固成冰晶，大冰晶下降到地面附近遇到較暖空氣便化成雨滴降落大地 。2100433B

潛熱，相變潛熱的簡稱，指單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫等壓情況下，從一個相變化到另一個相吸收或放出的熱量。這是物體在固、液、氣三相之間以及不同的固相之間相互轉(zhuǎn)變時具有的特點之一。固、液之間的潛熱稱為熔解熱（或凝固熱），液、氣之間的稱為汽化熱（或凝結(jié)熱），而固、氣之間的稱為升華熱（或凝華熱）。

潛熱儲能是利用物質(zhì)在凝固/熔化、凝結(jié)/氣化、凝華/升華以及其他形式的相變過程中，都要吸收或放出相變潛熱的原理進(jìn)行蓄熱，所以也可稱為相變儲能。相變可以是固一液、液一氣、氣一固及固一固，其中以液一固相變最為常見。從能量密度的角度來講，潛熱儲存的能量要比顯熱儲存的大很多。

熔化潛熱是指當(dāng)物質(zhì)加熱到熔點后，從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時吸收或放出的熱量。 當(dāng)系統(tǒng)與環(huán)境之間交換的熱用來改變系統(tǒng)的溫度，則習(xí)慣上稱為顯熱；如果這部分熱不是用來改變系統(tǒng)的溫度，而是用于相變或化學(xué)反應(yīng)則習(xí)慣上稱為潛熱。熔化潛熱是物理、化學(xué)以及材料科學(xué)中極為重要的概念。單位常有kJ/mol