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潜熱（潜熱エネルギーまたは相転移熱とも呼ばれる）とは、物体または熱力学系が一定温度の過程（通常は融解や凝縮などの一次相転移）中に放出または吸収するエネルギーのことである。
潜熱とは、物質の温度や圧力を変化させることなく、物質の状態を変化させるために供給または抽出される隠れたエネルギーと理解できます。これには、融解潜熱（固体から液体）、蒸発潜熱（液体から気体）、昇華潜熱（固体から気体）が含まれます。[ 1 ] [ 2 ]
この用語は、1762年頃にスコットランドの化学者ジョセフ・ブラックによって導入された。ブラックはこの用語を、熱伝達によって物体の体積が変化するものの、その温度は一定に保たれるという熱量測定の文脈で使用した。
顕熱と潜熱とは、物体とその周囲との間で伝達されるエネルギーを指し、温度変化の有無によって定義されます。これらは物体の特性に依存します。顕熱は、物体の温度変化として感知または感じられる熱です。潜熱は、物体の温度変化を伴わずに伝達されるエネルギーであり、例えば相変化（固体／液体／気体）などがこれに該当します。
顕熱と潜熱は、自然界における多くのエネルギー伝達過程で観測されます。潜熱は、大気や海洋の水の相変化（蒸発、凝縮、凍結、融解）に関係する一方、顕熱は、圧力や体積の変化に関係するものの、相変化を伴わずに大気や海洋、氷の温度変化として現れるエネルギー伝達です。
ブラックによって導入されたこの用語の本来の使い方は、意図的に一定温度に保たれたシステムに適用されました。このような使い方は、膨張潜熱やその他の関連する潜熱を指していました。これらの潜熱は、熱力学の概念的枠組みとは独立して定義されています。[ 3 ]
例えばマイクロ波場において物体が一定温度で熱放射によって加熱されると、体積に対する潜熱または膨張潜熱で表される量だけ膨張したり、圧力に対する潜熱で表される量だけ圧力が上昇したりすることがあります。[ 4 ]
潜熱とは、物体または熱力学系が一定温度の過程で放出または吸収するエネルギーのことです。潜熱には、融解潜熱（溶融）と蒸発潜熱（沸騰）という2つの一般的な形態があります。これらの名称は、固体から液体、液体から気体へと相が変化する際のエネルギーの流れの方向を表しています。
どちらの場合も、変化は吸熱反応であり、系がエネルギーを吸収することを意味します。例えば、水が蒸発する際には、水分子が互いの引力を克服して水から水蒸気へと変化するために、エネルギーの投入が必要となります。
その後、蒸気が表面上で凝縮して液体になると、蒸発中に吸収された蒸気の潜熱が、液体の顕熱として表面に放出される。
水蒸気の凝縮エンタルピーの値が大きいことが、蒸気が沸騰水よりもはるかに効果的な加熱媒体であると同時に、より危険な理由である。
気象学において、潜熱フラックスとは、地表における水の蒸発または蒸散と、それに続く対流圏における水蒸気の凝結に伴う、地表から大気へのエネルギーの流れを指します。これは、地球の表面エネルギー収支の重要な構成要素です。潜熱フラックスは、従来、ボーエン比法、あるいは1900年代半ば以降は渦相関法によって測定されてきました。
1748年、スコットランドの医師で化学者のウィリアム・カレンによる実験の記録が『エジンバラ物理学および文学エッセイ』に掲載された。カレンは空気ポンプを使ってジエチルエーテルの入った容器内の圧力を下げた。エーテルから熱は奪われなかったが、エーテルは沸騰し、温度は下がった。[ 5 ] [ 6 ]また1758年、イギリスのケンブリッジの暖かい日に、ベンジャミン・フランクリンと科学者仲間のジョン・ハドレーは、水銀温度計の球をエーテルで継続的に濡らし、ふいごを使ってエーテルを蒸発させる実験を行った。[ 7 ]蒸発するたびに温度計は低い温度を示し、最終的には7 °F（-14 °C）に達した。別の温度計は室温が65 °F（18 °C）で一定であることを示した。フランクリンは手紙「蒸発による冷却」の中で、「暖かい夏の日に人が凍死する可能性もある」と述べている。[ 8 ]
英語のlatentという単語は、ラテン語のlatēns（隠れているという意味）に由来します。[ 9 ] [ 10 ]潜熱という用語は、1750年頃にジョセフ・ブラックによって熱量測定に導入されました。彼は、蒸留工程に最適な燃料と水の量を求めてスコッチウイスキーの製造業者から依頼を受け、熱浴で熱力学系を一定温度に保ったときの体積や圧力などのシステムの変化を研究しました。
気温が氷点より上昇すると（空気が明らかな熱源となる）、雪は非常にゆっくりと溶け、溶けた雪の温度は氷点に近いことが知られていた。[ 5 ] 1757年、ブラックは、温度上昇とは無関係に、固体の融解に熱が必要かどうかを調べ始めた。ブラックが知る限り、当時の一般的な見解は、融解には必然的にわずかな温度上昇が伴い、この温度上昇自体が必要とする以上の熱は必要ないというものだった。しかし、ブラックはすぐに、融解には温度上昇だけでは説明できないほど多くの熱が必要であることを示すことができた。[ 11 ] [ 12 ]また、液体が凍結する際にも熱が放出されることを示し、これもまた、温度低下だけでは説明できないほど多くの熱が放出されることを示した。[ 13 ]
ブラックは、同じ量の水を同じ方法で加熱した場合の温度変化を比較した。例えば、一方の水は氷から溶かしたもので、もう一方は単に冷たい液体の状態から加熱したものである。得られた温度を比較することで、例えば、氷から溶かしたサンプルの温度はもう 一方のサンプルよりも 140 °F 低いことがわかった。つまり、氷を溶かすことで 140 °F の熱が吸収されたが、これは温度計では測定できないものの、供給する必要があり、したがって「潜熱」（隠れた熱）であった。ブラックはまた、蒸留水を沸騰させるのに必要な潜熱と同じ量の潜熱が、それを再び凝縮させるのに必要な冷却水を得るためにも吸収されなければならないと推論した。[ 14 ]
1762年、ブラックはグラスゴー大学の教授会で以下の研究と結果を発表した。[ 15 ]ブラックは、それぞれ32 °F（0 °C）の氷と33 °F（0.6 °C）の水を、同じ大きさで十分に離れた2つの容器に入れた。水と氷はどちらも、一定の47 °F（8 °C） の室内の空気によって40°Fまで均一に加熱された。したがって、水は40 - 33 = 7「熱」を受けた。氷は21倍長く加熱されたため、7 × 21 = 147「熱」を受けた。[ a ]氷の温度は8 °F上昇した。氷はこのように8「熱」を吸収した。ブラックはこれを顕熱と呼び、温度上昇として現れ、感じたり測定したりできる。それに加えて、147 - 8 = 139「熱」が潜熱として吸収され、温度変化ではなく相変化として現れた。[ 16 ] [ 17 ]
ブラックは次に、同量の氷を溶かして全体が32°Fになるまでには、176°Fの水温が必要であることを示した 。したがって、氷を溶かすには176 - 32 = 144「熱度」が必要であるように思われた。氷の融解熱の現代の値は、同じ尺度で143「熱度」（79.5「摂氏熱度」）となる。[ 18 ] [ 15 ]
最後に、ブラックは水の温度を上げ、同じ量の水を均一に加熱して蒸発させた。彼は、蒸発には830「熱度」が必要であることを示した。これもまた、所要時間に基づいている。現代の水の蒸発熱の値は、同じ尺度で967「熱度」となる。[ 19 ]
後に、ジェームズ・プレスコット・ジュールは、潜熱を粒子の特定の配置における相互作用のエネルギー、つまり位置エネルギーの一形態として特徴づけ、顕熱を温度計によって示されるエネルギーとして特徴づけ、[ 20 ]後者を熱エネルギーと関連付けました。
比潜熱（L ）は、物質の単位質量（m、通常は1kg）の相変化を完全に起こすのに必要な熱（ Q ）のエネルギー量を、示強性として表したものです。
示強性特性は物質の特性であり、試料の大きさや量に依存しない。文献では、多くの物質について、融解潜熱と蒸発潜熱がよく引用され、表にまとめられている。
この定義から、ある物質の質量に対する潜熱は次のように計算される。
どこ：
以下の表は、いくつかの一般的な流体および気体の比潜熱と相変化温度（標準圧力下）を示しています。
−25 ℃から40 ℃の温度範囲における水の凝縮潜熱は、以下の経験的な3次関数で近似される。
温度は、°C単位の数値として扱われます。
氷からの昇華および氷への凝結の場合、比潜熱は-40 ℃から0 ℃の温度範囲でほぼ一定であり、次の経験的な二次関数で近似できます。
温度（または圧力）が臨界点に達すると、蒸発潜熱はゼロに低下する。
私は、これらの仮説の両方が正しいと確信しています。
つまり
、いくつかの場合、特に顕熱の場合、または温度計によって示されるような場合、熱は、それが誘発される物体の粒子の生命力から成り立っていることがわかります。一方、他の場合、特に潜熱の場合、現象は粒子と粒子の分離によって生じ、それによって粒子がより大きな空間を通して互いに引き合うようになります。
物質、生命力、熱に関する講義。1847年5月5日および12日
