As transições entre as fases sólida, líquida e gasosa de um material envolvem grandes quantidades de energia. A energia necessária para a transição é conhecida como transferência de calor latente. Recentemente, pesquisadores de energia alternativa têm procurado maneiras que essa transferência de calor latente possa ser usada para armazenar energia até que seja necessária. Por exemplo, um estudo do Departamento de Energia (DOE) está considerando se a energia solar concentrada pode utilizar sal fundido para armazenamento de energia térmica.
Transferência de Calor Sensível
Quando duas substâncias com diferentes temperaturas são trazidas entre em contato um com o outro, a substância com a temperatura mais alta transfere o calor para a substância com a temperatura mais baixa em um processo chamado "transferência de calor sensível". Por exemplo, quando o sol se põe, o ar fica mais frio e se torna mais frio que o solo. O solo transfere parte de seu calor para o ar, fazendo com que o solo fique mais frio e o ar fique mais quente.
Transferência de Calor Latente
No ponto em que uma das substâncias está pronta para mudar estado ou fases (sólido para líquido, líquido para gás, etc), o calor é transferido de uma substância sem uma mudança de temperatura correspondente na outra substância. Esse processo de liberar ou absorver calor sem alterar a temperatura é conhecido como "transferência de calor latente".
Tipos
A quantidade de calor que deve ser adicionada a um líquido para transformá-lo em gás (isto é, água em vapor) é chamado de "calor latente de vaporização", enquanto a quantidade de calor que deve ser adicionada a um sólido para transformá-lo em líquido (gelo para água) é o "calor latente de fusão". A quantidade de energia que deve ser adicionada para alterar a fase de um grama de uma substância é muito maior do que a energia necessária para elevar a temperatura de um grama da mesma substância um grau Celsius. A energia necessária para elevar um grama em um grau é chamada de "calor específico" da substância. A água tem um calor específico de 1 caloria /grama ° C e um calor de fusão de 79,7 cal /grama.
Considerações
A energia não é perdida durante a transferência de calor latente. Por exemplo, o derretimento do gelo faz com que o calor latente seja absorvido. Quando a água congela, o calor latente é liberado. Similarmente, quando a água evapora, ela absorve energia, mas quando a água se condensa, a energia é liberada.
Benefícios
Muitas fontes de energia alternativas são limitadas porque não podem fornecer produção de energia constante. Os geradores solares só produzem quando o sol está brilhando e as turbinas eólicas obviamente só funcionam quando o vento está soprando. Isso resultou no aumento da pesquisa sobre formas baratas e eficazes de armazenar a energia até o momento necessário (por exemplo, para armazenar o excesso de energia solar produzida em um dia ensolarado para uso durante a noite). LHTES) poderiam armazenar e descarregar grandes quantidades de energia à medida que as substâncias derretem e solidificam. Pesquisas adicionais são necessárias para decidir quais materiais têm as características certas que podem permitir de tudo, de carros a fábricas, para utilizar efetivamente a transferência de calor latente.
