Chaleur latente, énergie absorbée ou libérée par une substance lors d'un changement de son état physique (phase) qui se produit sans changer sa température. La chaleur latente associée à la fusion d'un solide ou à la congélation d'un liquide est appelée chaleur de fusion; celle associée à la vaporisation d'un liquide ou d'un solide ou à la condensation d'une vapeur est appelée chaleur de vaporisation. La chaleur latente est normalement exprimée comme la quantité de chaleur (en unités de joules ou de calories) par mole ou unité de masse de la substance subissant un changement d'état.
Par exemple, lorsqu'une casserole d'eau est maintenue à ébullition, la température reste à 100 ° C (212 ° F) jusqu'à ce que la dernière goutte s'évapore, car toute la chaleur ajoutée au liquide est absorbée sous forme de chaleur latente de vaporisation et emportée par les molécules de vapeur qui s'échappent. De même, pendant que la glace fond, elle reste à 0 ° C (32 ° F), et l'eau liquide qui se forme avec la chaleur latente de fusion est également à 0 ° C. La chaleur de fusion de l'eau à 0 ° C est d'environ 334 joules (79,7 calories) par gramme, et la chaleur de vaporisation à 100 ° C est d'environ 2 230 joules (533 calories) par gramme. Parce que la chaleur de vaporisation est si importante, la vapeur transporte une grande quantité d'énergie thermique qui est libérée lorsqu'elle se condense, faisant de l'eau un excellent fluide de travail pour les moteurs thermiques.
La chaleur latente provient du travail requis pour surmonter les forces qui maintiennent ensemble les atomes ou les molécules dans un matériau. La structure régulière d'un solide cristallin est maintenue par des forces d'attraction parmi ses atomes individuels, qui oscillent légèrement autour de leur position moyenne dans le réseau cristallin. A mesure que la température augmente, ces mouvements deviennent de plus en plus violents jusqu'à ce que, au point de fusion, les forces d'attraction ne soient plus suffisantes pour maintenir la stabilité du réseau cristallin. Cependant, de la chaleur supplémentaire (la chaleur latente de fusion) doit être ajoutée (à température constante) afin d'accomplir la transition vers l'état liquide encore plus désordonné, dans lequel les particules individuelles ne sont plus maintenues dans des positions de réseau fixes mais sont libres pour se déplacer dans le liquide. Un liquide diffère d'un gaz en ce que les forces d'attraction entre les particules sont encore suffisantes pour maintenir un ordre à longue distance qui confère au liquide un certain degré de cohésion. Au fur et à mesure que la température augmente, un deuxième point de transition (le point d'ébullition) est atteint où l'ordre à longue distance devient instable par rapport aux mouvements largement indépendants des particules dans le volume beaucoup plus grand occupé par une vapeur ou un gaz. Encore une fois, de la chaleur supplémentaire (la chaleur latente de vaporisation) doit être ajoutée pour rompre l'ordre à longue distance du liquide et accomplir la transition vers l'état gazeux largement désordonné.
La chaleur latente est associée à des processus autres que les changements entre les phases solide, liquide et vapeur d'une seule substance. De nombreux solides existent dans différentes modifications cristallines, et les transitions entre celles-ci impliquent généralement l'absorption ou l'évolution de la chaleur latente. Le processus de dissolution d'une substance dans une autre implique souvent de la chaleur; si le processus de solution est un changement strictement physique, la chaleur est une chaleur latente. Parfois, cependant, le processus s'accompagne d'un changement chimique, et une partie de la chaleur est celle associée à la réaction chimique. Voir aussi fusion.
