Calor latente é a mudança do estado físico de uma substância. Significa dizer que é o quanto de energia é necessário para um grama de determinada substância mudar de estado físico. Assim, pode-se dizer que calor latente é relação da quantidade de calor por massa.
Nesse processo, há o fornecimento de energia para um corpo que muda a energia do seu estado físico. Se mudar a temperatura, mas não mudar o estado físico, tem-se calor sensível.
Calor latente, também chamado de calor de transformação, é um dos assuntos estudados na Termologia. Para melhor compreensão desse assunto deve-se ter conhecimento sobre os estados físicos de uma substância.
A quantidade de calor fornecida ou retirada de um corpo pode mudar o estado de agregação das moléculas do elemento, o que torna viável a transformação de um estado físico.
Estados físicos da matéria
Os estados físicos clássicos da matéria são sólido, líquido e gasoso (embora existam teorias acerca de mais estados, os três acima são os mais considerados e estudados). A transformação entre esses estados geram a fusão, vaporização, condensação ou liquefação e sublimação.
- O processo no qual uma substância sólida transforma-se em líquido recebe o nome de fusão. No processo inverso, quando o líquido transforma-se em sólido há a solidificação.
- Quando um líquido muda seu estado para vapor tem-se a vaporização.
- Na transformação do vapor para líquido tem-se a condensação ou liquefação.
- O sólido pode ir direto para o vapor é sublimação ou (res) sublimação. Exemplo: naftalina.
Se a temperatura do corpo for menor do que a temperatura de fusão, significa que ele ainda não passou pelo processo de fusão. Portanto, trata-se de um sólido.
Agora, se a temperatura for maior do que a temperatura de fusão, mas menor do que a temperatura de ebulição, significa que ele está na fase líquida.
Se a substância estiver com temperatura maior do que a de ebulição significa que está no estado gasoso.
Nota: quando houver mudança de estado físico, em substâncias puras, não há variação de temperatura. Assim, o corpo recebe calor para mudar o seu estado físico, mas não varia de temperatura.
Fórmula do calor latente
A fórmula para calcular o calor latente de determinada substância é dada pela seguinte equação: Q = m.L
Em que:
Q = quantidade de calor (cal ou J)
M = massa (g ou Kg)
L = calor latente (cal/g ou J/Kg)
No calor latente a quantidade de calor trocada é proporcional à massa do corpo que está se transformando. Na fórmula, a massa resultante é a massa transformada.
O calor latente pode apresentar valores negativos ou positivos, dependo se a substância está doando ou recebendo calor.
No caso de a substância doar calor seu valor será negativo, o que caracteriza um processo exotérmico. Esse processo ocorre na solidificação e liquefação.
No entanto, se a substância estiver recebendo calor o valor será positivo, o que configura um processo endotérmico. Isso ocorre na fusão e na vaporização.
Descoberta do calor latente
A palavra “latente” deriva do latim latēns, que significa “oculto”. A expressão foi usada, pela primeira, vez em 1761, por Joseph Black, quando ele percebeu que ao doar calor para um sistema água/gelo não havia aumento de temperatura. No entanto, o que ocorria era um aumento na quantidade de água.
Posterior a essa conclusão, Black observou que a adição de calor à água em ebulição também não modificava a sua temperatura, mas ocorria um aumento do vapor no sistema água/vapor.
A partir das observações de Black, concluiu-se que a explicação para os fatos analisados era de que o calor aplicado se combinou com as partículas do gelo e da água fervente tornando-se latente. Assim, a teoria de Black contribuiu para o início da Termodinâmica.
Tabela de calores latentes
Cada elemento químico possui seu ponto de fusão, ebulição e calor latente, conforme mostra a tabela abaixo:
| Substância | Ponto de Fusão (K) | Calor Latente de Fusão (kJ/kg) | Ponto de Ebulição (K) | Calor Latente de Vaporização (kJ/kg) |
| Hidrogênio | 14,0 | 58,0 | 20,3 | 455 |
| Oxigênio | 54,8 | 13,9 | 90,2 | 213 |
| Mercúrio | 234 | 11,4 | 630 | 296 |
| Água | 273 | 333 | 373 | 2256 |
| Chumbo | 601 | 23,2 | 2017 | 858 |
| Prata | 1235 | 105 | 2323 | 2326 |
| Cobre | 1356 | 207 | 2868 | 4730 |