Il calore latente e sensibile è un tipo di energia rilasciata o assorbita nell’atmosfera. Il calore latente è correlato ai cambiamenti di fase tra liquidi, gas e solidi. Il calore sensibile è correlato alle variazioni di temperatura di un gas o di un oggetto senza cambiamenti di fase.
Perché mi interessa? Il calore latente rilasciato durante qualsiasi tipo di tempesta aumenta l’instabilità nell’atmosfera causando potenzialmente condizioni meteorologiche avverse. Il calore sensibile causa cambiamenti di temperatura dovuti al contatto con l’aria più fredda o più calda delle superfici.,
dovrei già avere familiarità con: la Stabilità, la Pressione, la Densità
Figura A. calore Latente diagramma di Chris Woodward
il calore Latente è l’energia assorbita o rilasciata da una sostanza durante un cambiamento di fase da un gas in un liquido o di un solido o viceversa. Se una sostanza sta cambiando da un solido a un liquido, ad esempio, la sostanza deve assorbire energia dall’ambiente circostante per distribuire le molecole in un volume più grande e più fluido., Se la sostanza sta cambiando da qualcosa con densità inferiore, come un gas, a una fase con densità più elevata come un liquido, la sostanza emana energia mentre le molecole si avvicinano e perdono energia dal movimento e dalla vibrazione.
Ad esempio, quando l’acqua viene bollita sopra una stufa, l’energia viene assorbita dall’elemento riscaldante e va ad espandere le molecole d’acqua in un gas, noto come vapore acqueo. Quando l’acqua liquida viene messa in vassoi di cubetti di ghiaccio e posta nel congelatore, l’acqua emana energia mentre l’acqua diventa ghiaccio solido., Questa energia viene rimossa dal sistema congelatore per mantenere il congelatore freddo.
Il vapore acqueo è un gas serra situato nell’atmosfera e un componente molto importante per la formazione di nubi. Se l’aria è secca o insatura, è improbabile che si formino nuvole perché c’è un minimo di vapore acqueo nell’aria. Se l’aria è umida o satura, il vapore acqueo si condenserà per formare nuvole. Quando queste molecole di gas si condensano in gocce liquide, il calore latente viene rilasciato nell’atmosfera che riscalda l’aria che circonda la molecola., Questo aiuta ad aggiungere instabilità nell’atmosfera e questa aria calda che circonda la molecola vorrà salire. L’aria calda è meno densa dell’aria fredda perché le molecole nell’aria calda si muovono molto più velocemente e si allontanano ulteriormente.
Calore latente nei temporali e negli uragani
Figura B. Calore latente in un temporale (Immagine gentilmente concessa dall’Università dell’Illinois)
Il calore latente gioca un ruolo molto importante nei temporali e negli uragani., Le nuvole si formano quando l’aria calda sale e il vapore acqueo che contiene si condensa su particelle chiamate nuclei di condensazione delle nuvole. A quel punto l’aria si satura. Quando questa aria inizia a salire, il vapore acqueo si trova nella fase gassosa. Quando il vapore acqueo si condensa per formare nuvole, rilascia calore latente nell’atmosfera. Il calore latente riscalda quindi l’aria circostante intorno alla nuova goccia di nube causando instabilità. L’aria calda intorno alla goccia di nuvole ora vorrà salire e condensare., Ciò aumenta l’altezza della nuvola e, a seconda di quanto sia instabile l’atmosfera, potrebbero formarsi temporali da queste nuvole in crescita. I temporali rilasciano enormi quantità di calore latente che si aggiunge all’instabilità nell’atmosfera causando alcuni temporali a diventare gravi. Negli uragani, il calore latente viene rilasciato all’interno delle nuvole dell’uragano, riscaldando l’aria all’interno delle nuvole. Gli uragani si nutrono di questo rilascio di calore latente perché provoca instabilità all’interno della nuvola e questa aria calda vorrà salire. La tempesta si intensificherà o acquisirà forza.,
Calore sensibile
Il calore sensibile è l’energia necessaria per modificare la temperatura di una sostanza senza alcun cambiamento di fase. Il cambiamento di temperatura può derivare dall’assorbimento della luce solare da parte del suolo o dell’aria stessa. Oppure può venire dal contatto con l’aria più calda causata dal rilascio di calore latente (per conduzione diretta). L’energia si muove attraverso l’atmosfera usando sia il calore latente che sensibile che agisce sull’atmosfera per guidare il movimento delle molecole d’aria che creano vento e movimenti verticali.
In che modo questo si riferisce all’agricoltura?,
Figura C. Temporale su un campo di soia e mais (Immagine gentilmente concessa da agfax.com)
In un giorno con molto vapore acqueo nell’aria (alta umidità) il potenziale di rilascio di calore latente rende più probabile lo sviluppo di docce convettive e temporali. Questo è parte del motivo per cui i temporali possono apparire intorno al sud-est nelle calde e umide giornate estive anche quando non ci sono fronti nella zona., La pioggia che cade da queste tempeste colpisce il terreno caldo ed evapora, il che rimuove molta energia dal terreno e la raffredda. Se avete intenzione di applicare un erbicida o un pesticida che ha bisogno di sedersi sulle foglie delle vostre colture per un po ‘ di lavoro, allora si possono avere problemi nei giorni in cui l’umidità elevata è più probabile che portare allo sviluppo di docce. D’altra parte, l’effetto di raffreddamento della pioggia può sentirsi rinfrescante in un caldo pomeriggio estivo.
L’evaporazione del sudore nell’uomo e negli animali porta anche al raffreddamento della superficie della pelle nei giorni caldi., L’evaporazione è più efficace quando c’è un po ‘ di vento per portare l’umidità lontano dalla zona della pelle. Tuttavia, in condizioni molto calde il corpo può chiudere e smettere di produrre sudore. Ciò è particolarmente vero quando ci si trova in aree esposte alla luce solare, che aumenterà la temperatura a causa del calore sensibile rilasciato assorbendo la radiazione solare sulla pelle. In tal caso, la temperatura corporea può aumentare molto rapidamente e causare colpi di calore, che possono portare alla morte., Ecco perché è necessario mantenere idratati e fare frequenti pause all’ombra mentre si lavora all’aperto nei giorni più caldi e cercare immediatamente un aiuto medico se si smette di sudare a caldo.