Obsah
Prechody medzi tuhými, kvapalnými a plynnými fázami obsahujú veľké množstvo energie. Energia potrebná na prechod je známa ako prenos latentného tepla. Vedci alternatívnej energie nedávno skúmali spôsoby, ako sa tento prenos latentného tepla dá použiť na ukladanie energie, pokiaľ to nie je potrebné. Napríklad jedna štúdia ministerstva energetiky (DOE) zvažuje, či by koncentrovaná solárna energia mohla využiť roztavenú soľ na uchovávanie tepelnej energie.
Citlivý prenos tepla
Ak sa dve látky s rôznymi teplotami dostanú do vzájomného kontaktu, látka s vyššou teplotou odovzdáva teplo do látky s nižšou teplotou v procese nazývanom „citlivý prenos tepla“. Napríklad, keď zapadne slnko, vzduch sa ochladzuje a stáva sa chladnejším ako zem. Pôda prenáša časť svojho tepla do vzduchu, čo spôsobuje, že sa zem ochladzuje a vzduch sa otepľuje.
Prenos latentného tepla
V bode, keď je jedna z látok pripravená na zmenu stavu alebo fáz (tuhá látka na kvapalinu, kvapalina na plyn atď.), Sa teplo prenáša z jednej látky bez zodpovedajúceho teplotného posunu v druhej látke. Tento proces odovzdávania alebo absorbovania tepla bez zmeny teploty sa nazýva „prenos latentného tepla“.
druhy
Množstvo tepla, ktoré sa musí pridať do kvapaliny, aby sa zmenilo na plyn (tj voda na paru), sa nazýva „latentné teplo odparovania“, zatiaľ čo množstvo tepla, ktoré sa musí pridať do tuhej látky, aby sa zmenilo na kvapalina (ľad do vody) je „latentné teplo fúzie“. Množstvo energie, ktoré sa musí pridať na zmenu fázy jedného gramu látky, je oveľa väčšie ako energia potrebná na zvýšenie teploty jedného gramu rovnakej látky o jeden stupeň Celzia. Energia potrebná na zvýšenie gramu o jeden stupeň sa nazýva „špecifické teplo“ látky. Voda má špecifické teplo 1 kalórie / gram ° C a teplo fúzie 79,7 cal / gram.
dôležité informácie
Počas prenosu latentného tepla nedochádza k strate energie. Napríklad topenie ľadu spôsobuje absorpciu latentného tepla. Keď voda zamrzne, uvoľní sa latentné teplo. Podobne, keď sa voda odparí, absorbuje energiu, ale keď voda kondenzuje, energia sa uvoľní.
výhody
Mnohé alternatívne zdroje energie sú obmedzené, pretože nemôžu zabezpečiť stálu výrobu energie. Solárne generátory sa vyrábajú iba vtedy, keď svieti slnko, a veterné turbíny zjavne fungujú iba vtedy, keď fúka vietor. To viedlo k zvýšenému výskumu lacných a účinných spôsobov ukladania energie do potreby (napríklad ukladanie prebytočnej solárnej energie vyrobenej za slnečného dňa, ktorá sa má použiť v noci).
Systémy akumulácie tepelnej energie s využitím latentnej tepelnej energie (LHTES) by mohli ukladať a vypúšťať veľké množstvo energie, pretože sa látky topia a tuhnú. Potrebný je ďalší výskum, aby sme sa rozhodli, ktoré materiály majú správne vlastnosti, ktoré by umožnili všetkému od automobilov po továrne, aby efektívne využívali prenos latentného tepla.