Chaleurs latentes

On utilisera ce terme dans le cas d'un changement d'état (solide Þ liquide; gaz Þ liquide ...). Il est possible d’échanger de la chaleur sans avoir constaté une variation de température. On définit la chaleur latente (L) de changement d’état d’un corps. Cette chaleur latente caractéristique du corps permet d’évaluer les quantités de chaleur échangées lors des changements d’état.

La quantité de chaleur échangée, pour une masse m d’un corps changeant d’état, sera donnée par le produit de m par L. Q = m . L

Exemple :

Prenons de la glace pilée à la température de 0°C , si nous lui fournissons de la chaleur, elle va fondre et se transformer en eau à 0°C. Nous avons fourni de la chaleur qui a été nécessaire au changement d’état. On peut admettre qu’elle est stockée à l’état latent dans le liquide formé.

La chaleur latente de fusion de la glace est notée L_f, c’est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre 1g de glace à 0°C, elle est caractéristique de la glace. L_f s’exprime en cal/g ou J/g

Si on dispose d’une masse m de glace à 0°C, il faudra fournir une quantité de chaleur Q pour la faire fondre avec Q = m . L_f

Définition :

La chaleur latente correspondra à la quantité de chaleur échangée avec le milieu extérieur pour faire passer 1g d’un corps pur d’un état à un autre.

On peut définir différentes chaleurs latentes en fonction des phases présentes.

L_f , la chaleur latente de fusion

L_v , la chaleur latente de vaporisation (passage état liquide à l’état gazeux)

L_s , la chaleur latente de sublimation (passage état solide à l’état gazeux)

Remarque :

Si on veut faire l’opération inverse, passage de l’eau en glace toujours à 0°C. On écrira Q = - m L_f

Les chaleurs latentes décrites ci-dessus étant toujours positives, le signe – traduit que le système perd de la chaleur (cf. convention A1).

Pour connaître le signe, on fait appel à un peu de logique : eau Þ glace ; l'eau perd de la chaleur donc signe (-).