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Las transiciones entre un material sólido, líquido y gaseoso implican grandes cantidades de energía. La energía requerida para la transición se conoce como transferencia de calor latente. Recientemente, los investigadores de energía alternativa han estado buscando formas de utilizar esta transferencia de calor latente para almacenar energía hasta que sea necesaria. Por ejemplo, un estudio del Departamento de Energía (DOE) está considerando si la energía solar concentrada podría utilizar sal fundida para el almacenamiento de energía térmica.
Transferencia de calor sensible
Cuando dos sustancias con temperaturas diferentes se ponen en contacto entre sí, la sustancia con la temperatura más alta transfiere calor a la sustancia con la temperatura más baja en un proceso llamado "transferencia de calor sensible". Por ejemplo, cuando se pone el sol, el aire se enfría y se vuelve más frío que el suelo. El suelo transfiere parte de su calor al aire, lo que hace que el suelo se enfríe y el aire se caliente.
Transferencia de calor latente
En el punto donde una de las sustancias está lista para cambiar de estado o fases (sólido a líquido, líquido a gas, etc.), el calor se transfiere de una sustancia sin un cambio de temperatura correspondiente en la otra sustancia. Este proceso de emitir o absorber calor sin cambiar la temperatura se conoce como "transferencia de calor latente".
Tipos
La cantidad de calor que debe agregarse a un líquido para convertirlo en gas (es decir, agua en vapor) se denomina "calor latente de vaporización", mientras que la cantidad de calor que debe agregarse a un sólido para cambiarlo a un líquido (hielo a agua) es el "calor latente de fusión". La cantidad de energía que se debe agregar para cambiar la fase de un gramo de una sustancia es mucho mayor que la energía requerida para elevar la temperatura de un gramo de la misma sustancia un grado Celsius. La energía necesaria para elevar un gramo un grado se denomina "calor específico" de la sustancia. El agua tiene un calor específico de 1 caloría / gramo ° C y un calor de fusión de 79.7 cal / gramo.
Consideraciones
La energía no se pierde durante la transferencia de calor latente. Por ejemplo, la fusión del hielo hace que se absorba el calor latente. Cuando el agua se congela, se libera el calor latente. Del mismo modo, cuando el agua se evapora, absorbe energía, pero cuando el agua se condensa, la energía se libera.
Beneficios
Muchas fuentes de energía alternativas son limitadas porque no pueden proporcionar una producción de energía constante. Los generadores solares solo producen cuando brilla el sol, y las turbinas de viento obviamente solo funcionan cuando sopla el viento. Esto ha resultado en una mayor investigación sobre formas efectivas y de bajo costo para almacenar la energía hasta que se necesite (por ejemplo, para almacenar el exceso de electricidad solar producida en un día soleado para usar durante la noche).
Los sistemas de almacenamiento de energía térmica térmica latente (LHTES) podrían almacenar y descargar grandes cantidades de energía a medida que las sustancias se derriten y solidifican. Se necesita investigación adicional para decidir qué materiales tienen las características correctas que podrían permitir que todo, desde automóviles hasta fábricas, utilice efectivamente la transferencia de calor latente.