Calor latente, energia absorvida ou liberada por uma substância durante uma mudança em seu estado físico (fase) que ocorre sem alterar sua temperatura. O calor latente associado à fusão de um sólido ou ao congelamento de um líquido é chamado calor de fusão; aquele associado à vaporização de um líquido ou sólido ou à condensação de um vapor é chamado calor de vaporização. O calor latente é normalmente expresso como a quantidade de calor (em unidades de joules ou calorias) por mole ou unidade de massa da substância submetida a uma mudança de estado.
Por exemplo, quando um pote de água é mantido fervendo, a temperatura permanece em 100 ° C (212 ° F) até a última gota evaporar, porque todo o calor adicionado ao líquido é absorvido como calor latente de vaporização e levado por as moléculas de vapor que escapam. Da mesma forma, enquanto o gelo derrete, ele permanece a 0 ° C (32 ° F) e a água líquida que é formada com o calor latente da fusão também está a 0 ° C. O calor da fusão da água a 0 ° C é de aproximadamente 334 joules (79,7 calorias) por grama, e o calor da vaporização a 100 ° C é de cerca de 2.230 joules (533 calorias) por grama. Como o calor da vaporização é muito grande, o vapor carrega uma grande quantidade de energia térmica que é liberada quando condensa, tornando a água um excelente fluido de trabalho para motores a quente.
O calor latente surge do trabalho necessário para superar as forças que unem átomos ou moléculas em um material. A estrutura regular de um sólido cristalino é mantida por forças de atração entre seus átomos individuais, que oscilam levemente sobre suas posições médias na rede cristalina. À medida que a temperatura aumenta, esses movimentos se tornam cada vez mais violentos até que, no ponto de fusão, as forças atrativas não sejam mais suficientes para manter a estabilidade da estrutura cristalina. No entanto, calor adicional (o calor latente da fusão) deve ser adicionado (a temperatura constante) para realizar a transição para um estado líquido ainda mais desordenado, no qual as partículas individuais não são mais mantidas em posições de rede fixas, mas estão livres para se mover através do líquido. Um líquido difere de um gás, pois as forças de atração entre as partículas ainda são suficientes para manter uma ordem de longo alcance que dota o líquido com um grau de coesão. À medida que a temperatura aumenta ainda mais, é atingido um segundo ponto de transição (o ponto de ebulição) onde a ordem de longo alcance se torna instável em relação aos movimentos amplamente independentes das partículas no volume muito maior ocupado por um vapor ou gás. Mais uma vez, calor adicional (o calor latente da vaporização) deve ser adicionado para interromper a ordem de longo alcance do líquido e realizar a transição para o estado gasoso amplamente desordenado.
O calor latente está associado a outros processos além das alterações nas fases sólida, líquida e de vapor de uma única substância. Muitos sólidos existem em diferentes modificações cristalinas, e as transições entre esses geralmente envolvem absorção ou evolução do calor latente. O processo de dissolver uma substância em outra geralmente envolve calor; se o processo de solução é uma mudança estritamente física, o calor é um calor latente. Às vezes, no entanto, o processo é acompanhado por uma mudança química, e parte do calor é aquela associada à reação química. Veja também derretendo.
