Calore latente

Se ci concentriamo sul campo della fisica, il calore è l'energia che si trasferisce da un corpo a un altro, capace di generare un cambiamento di stato e la dilatazione di questi corpi. Latente, invece, è ciò che è nascosto o sembra inattivo.

La nozione di calore latente si riferisce al calore che, quando viene ricevuto da un corpo, non aumenta la sua temperatura, ma viene utilizzato per produrre un cambiamento di stato.

È importante notare che la temperatura è la grandezza fisica che si occupa di esprimere il livello di calore. Nel caso del calore latente, quindi, si tratta di energia che non aumenta quella quantità nel corpo.

Si può dire che il calore latente è l'energia che un corpo o una sostanza richiede per cambiare il suo stato. Una sostanza allo stato liquido, per esempio, ha bisogno di un certo calore latente per passare alla fase gassosa. In questo contesto il calore latente può essere indicato come il calore di evaporazione. In un senso simile, una sostanza solida ha bisogno di calore latente per passare allo stato liquido: il calore di fusione.

Poiché il calore non si traduce in un cambiamento di temperatura quando avviene il cambiamento di stato, sembra essere nascosto. Questo è il motivo per cui si parla di calore latente, poiché il calore viene aggiunto alla sostanza senza cambiare la sua temperatura.

L'uso di questo concetto per descrivere il fenomeno osservato quando un corpo o una sostanza cambia di stato senza che il calore applicato influenzi la sua temperatura deriva da un'epoca remota in cui gli scienziati credevano che il calore fosse una sostanza fluida, e lo chiamavano calorico.

Questo corrisponde a un modello chiamato teoria calorica, che è servito per molto tempo a spiegare i comportamenti e le caratteristiche fisiche del calore, intendendolo come un fluido, che si diceva permeasse la materia e fosse la causa del suo calore.

Quando si applica il calore a una sostanza che non registra un cambiamento di stato ma aumenta di temperatura, gli esperti parlano di calore sensibile. Vale la pena ricordare che questo è il modo in cui intendiamo il calore nel discorso quotidiano, dato che abbiamo a che fare solo con la variazione di temperatura.

Per quanto riguarda il calore sensibile, la maggior parte degli esperimenti effettuati indicano che per influenzare la temperatura di un dato corpo dobbiamo applicare una quantità di calore direttamente proporzionale alla sua massa e al delta delle temperature che intendiamo raggiungere.

Per continuare con la spiegazione del concetto di calore latente prendiamo, per esempio, un esperimento attraverso il quale applichiamo calore a un cubetto di ghiaccio; dato che quest'ultimo si trova a una temperatura inferiore a 0 °C, dove l'acqua ha dovuto passare da liquida a solida in primo luogo per ottenere il cubetto di ghiaccio, dovremo raggiungere quella soglia e superarla se vogliamo vedere il processo inverso.

Dal momento in cui raggiungiamo 0 °C fino a quando il cubetto di ghiaccio si è completamente sciolto, la sua temperatura non cambia. La ragione di questa interruzione dell'aumento di calore è dovuta al principio enunciato nei primi paragrafi: il calore latente non viene utilizzato per influenzare la temperatura del corpo, ma per produrre il suo scioglimento.

Come ci si aspetterebbe, una volta che il cubetto di ghiaccio si è sciolto, la temperatura dell'acqua inizierà a salire fino a raggiungere il prossimo punto di cambiamento di stato, che in questo caso è 100 °C, dove di nuovo la temperatura rimarrà stabile fino a quando l'intera sostanza evaporerà.