主な違い -潜熱と顕熱

潜熱と顕熱は、温度と物質の関係を説明する際に使われる2つのエネルギーの形態です。

これらの用語は、私たちの日常生活の中で多くの応用があります。

潜熱は、物質の相転移の際に、あるシステムから、またはあるシステムへエネルギーが移動することである。

顕熱は、ある巨視的な特徴を変化させ、他の巨視的な特徴を一定に保つ、系と周囲との間のエネルギーの交換です。

潜熱と顕熱の主な違いは、潜熱が物質の相変化を起こす系に対して定義されているのに対し、顕熱は物質の相変化を起こさない系に対して定義されていることである。

潜熱とは

潜熱とは、一定の温度で相転移する際に吸収または放出されるエネルギー量のことである。

物質の相とは、考えられている物質全体に均一な化学的、物理的特性を持つ物質の形態のことである。

この物質の相を変化させることを相転移という。

ここで、新しい相もまた、均一な性質を持つことが望ましい。

物質の相が変わるとき、エネルギーを必要とするか、熱という形でエネルギーを放出する。

この交換されたエネルギーは潜熱と呼ばれる。

物質の主な相は、固相、液相、気相の3つです。

潜熱の値は、物質の性質によって異なる。

以下にその例を挙げる。

• 液体が固体に変化するときの潜熱を「融解潜熱」という。
• 液体が気相になるときの潜熱を気化潜熱という。
• 固体が気相になるときの潜熱は昇華潜熱と呼ばれる。

潜熱は温度が一定の系に対して定義される。

したがって、この用語は、系の内部エネルギーに関する相変化を表している。

潜熱とは、物質の原子や分子を同じ相に保持するために系にかかる仕事です。

顕熱とは

顕熱とは、相変化のない物質の温度を変化させるのに必要なエネルギーである。

言い換えれば、顕熱は感じることのできる熱です。

系に吸収されたり放出されたりするエネルギーの一種である。

系の温度が変化することで、顕熱も変化する。

潜熱と異なり、顕熱を考える場合、系内の物質の相変化はない。

温度の変化のみを記述する。

図2: 感温熱を利用したエアコンの仕組み

例えば、沸騰したお湯は冷たい水より温かく感じる。

これは顕熱によるものです。

エアコンは、この顕熱を利用して冷媒の温度を変化させている。

潜熱と顕熱の違い

定義

潜熱。

潜熱とは、一定の温度で相転移する際に吸収または放出されるエネルギー量のことである。

顕熱：相変化のない物質の温度を変化させるのに必要なエネルギー。

相転移

潜熱。

相転移のある系で潜熱を定義する。

顕熱：相転移のない系で顕熱を定義する。

エネルギー交換

潜熱。

潜熱は、物質の内部エネルギーの変化を表す。

顕熱：物質と周囲の環境との間のエネルギー交換を表す。

巨視的特性の変化

潜熱。

潜熱は、温度が一定の系に関係する。

顕熱：温度が変化する系での顕熱。

結論

潜熱と顕熱はエネルギーの2つの形態です。

潜熱は系の内部エネルギーの変化を表し、顕熱は系とその周囲のエネルギー交換を表す。

潜熱と顕熱の主な違いは、潜熱が物質の相変化を起こす系に対して定義されているのに対し、顕熱は物質の相変化がない系に対して定義されている点です。