Le transizioni tra le fasi solide, liquide e gassose di un materiale comportano grandi quantità di energia. L'energia richiesta per la transizione è conosciuta come trasferimento di calore latente. Recentemente, i ricercatori sull'energia alternativa hanno osservato in che modo questo trasferimento di calore latente può essere utilizzato per immagazzinare energia fino a quando necessario. Ad esempio, uno studio del Department of Energy (DOE) sta valutando se l'energia solare concentrata potrebbe utilizzare il sale fuso per l'accumulo di energia termica.

Sensible Heat Transfer

Quando due sostanze con temperature diverse vengono introdotte a contatto l'uno con l'altro, la sostanza con la temperatura più alta 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 fredda e diventa più fresca rispetto al terreno. Il terreno trasferisce parte del suo calore all'aria, facendo sì che il terreno diventi più freddo e l'aria si riscaldi.

Trasferimento termico latente

Nel punto in cui una delle sostanze è pronta a cambiare stato o fasi (da solido a liquido, da liquido a gas, ecc.), il calore viene trasferito da una sostanza senza un corrispondente spostamento di temperatura nell'altra sostanza. Questo processo di emettere o assorbire calore senza modificare la temperatura è noto come "trasferimento di calore latente".

Tipi

La quantità di calore che deve essere aggiunta a un liquido per trasformarla in un gas (cioè, acqua in vapore) è chiamato "calore latente di vaporizzazione", mentre la quantità di calore che deve essere aggiunta a un solido per trasformarlo in un liquido (ghiaccio in acqua) è il "calore latente di fusione". La quantità di energia che deve essere aggiunta per cambiare la fase di un grammo di una sostanza è molto maggiore dell'energia richiesta per aumentare la temperatura di un grammo della stessa sostanza di un grado Celsius. L'energia necessaria per elevare un grammo di un grado è chiamata "calore specifico" della sostanza. L'acqua ha un calore specifico di 1 caloria /gram ° C e un calore di fusione di 79,7 cal /grammo.

Considerazioni

L'energia non viene persa durante il trasferimento di calore latente. Ad esempio, la fusione del ghiaccio provoca l'assorbimento del calore latente. Quando l'acqua si congela, il calore latente viene rilasciato. Allo stesso modo, quando l'acqua evapora, assorbe energia, ma quando l'acqua si condensa, l'energia viene rilasciata.

Vantaggi

Molte fonti energetiche alternative sono limitate perché non possono fornire una produzione di energia costante. I generatori solari producono solo quando il sole splende, e le turbine eoliche funzionano ovviamente solo quando soffia il vento. Ciò ha portato ad una maggiore ricerca in modi economici ed efficaci per immagazzinare l'energia fino al momento necessario (ad esempio, per immagazzinare l'elettricità solare in eccesso prodotta in una giornata di sole da utilizzare durante la notte). LHTES) potrebbero immagazzinare e scaricare grandi quantità di energia quando le sostanze si sciolgono e si solidificano. Sono necessarie ulteriori ricerche per decidere quali materiali hanno le giuste caratteristiche che potrebbero consentire a tutto, dalle automobili alle fabbriche di utilizzare efficacemente il trasferimento di calore latente.