Calor latent, energia absorbida o alliberada per una substància durant un canvi en el seu estat físic (fase) que es produeix sense canviar la temperatura. La calor latent associada a la fusió d’un sòlid o la congelació d’un líquid s’anomena calor de la fusió; allò associat a vaporitzar un líquid o un sòlid o condensar un vapor s’anomena calor de vaporització. La calor latent s’expressa normalment com la quantitat de calor (en unitats de joules o calories) per mole o unitat de massa de la substància que pateix un canvi d’estat.
Per exemple, quan una olla d’aigua es manté bullint, la temperatura es manté a 100 ºC (212 ºF) fins que s’evapora la darrera gota, perquè tota la calor que s’afegeix al líquid s’absorbeix com a calor latent de vaporització i es deixa transportar. les molècules de vapor que s’escapen. Igualment, mentre el gel es fon, es manté a 0 ° C i l’aigua líquida que es forma amb la calor latent de fusió també es troba a 0 ° C. La calor de fusió de l’aigua a 0 ° C és d’aproximadament 334 joules (79,7 calories) per gram, i la calor de vaporització a 100 ° C és d’uns 2.230 joules (533 calories) per gram. Com que la calor de vaporització és tan gran, el vapor transporta una gran quantitat d’energia tèrmica que s’allibera quan es condensa, convertint l’aigua en un fluid excel·lent per als motors de calor.
La calor latent sorgeix del treball necessari per superar les forces que mantenen els àtoms o les molècules d'un material. L’estructura regular d’un sòlid cristal·lí es manté per forces d’atracció entre els seus àtoms individuals, que oscil·len lleugerament al voltant de les seves posicions mitjanes en la gelosia de cristall. A mesura que augmenta la temperatura, aquests moviments es tornen cada cop més violents fins que, al punt de fusió, les forces atractives deixen de ser suficients per mantenir l'estabilitat de la gelosia de cristall. Tot i això, cal afegir calor addicional (la calor latent de fusió) (a temperatura constant) per aconseguir la transició cap a l'estat líquid encara més desordenat, en què les partícules individuals ja no es mantenen en posicions fixes, sinó que són lliures. moure’s pel líquid. Un líquid difereix d’un gas en què les forces d’atracció entre les partícules són encara suficients per mantenir un ordre a llarg termini que dota el líquid amb un grau de cohesió. A mesura que augmenta la temperatura, s’arriba a un segon punt de transició (el punt d’ebullició) on l’ordre a llarg abast esdevé inestable respecte als moviments majoritàriament independents de les partícules en el volum molt més gran ocupat per un vapor o gas. Una vegada més, cal afegir calor addicional (la calor latent de vaporització) per trencar l’ordre a llarg recorregut del líquid i aconseguir la transició cap a l’estat gasós molt desordenat.
La calor latent està associada a processos diferents dels canvis entre les fases sòlida, líquida i de vapor d’una sola substància. Hi ha molts sòlids en diferents modificacions cristal·lines, i les transicions entre aquests generalment impliquen l'absorció o l'evolució de la calor latent. El procés de dissolució d’una substància en una altra implica sovint calor; si el procés de solució és un canvi estrictament físic, la calor és una calor latent. De vegades, però, el procés va acompanyat d’un canvi químic, i una part de la calor és la associada amb la reacció química. Vegeu també el desgel.
