Phasenumwandlungswärme, ältere Bezeichnung latente Wärme, Energie, die beim Übergang eines Stoffes aus einer Phase in eine andere freigesetzt oder verbraucht wird. P. werden in der Chemie auf die Stoffmenge 1 mol bezogen (molare P.). Werden Phasenumwandlungen bei konstantem Druck beobachtet, ist die P. eine Enthalpieänderung (molare Phasenumwandlungsenthalpie Δ_PH). Sie ist gleich der Differenz der molaren Enthalpien H des reinen Stoffes in der entstehenden (′′) und der verschwindenden (') Phase: Δ_PH = H′′ – H'. Erfolgt die Phasenumwandlung bei konstantem Volumen (was bei kondensierten Stoffen praktisch kaum realisierbar ist), so ist die P. eine Änderung der inneren Energie Δ_PU (molare Phasenumwandlungsenergie). Eine Umkehr der Richtung des Phasenüberganges ändert nur das Vorzeichen der P. (Tab.). Aus dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik folgt (∂H/∂n)_p,T= Δ_PH bzw. (∂H/∂n)_V,T = Δ_PU. Die P. sind temperaturabhängig. Die Temperaturabhängigkeit ergibt sich aus dem Kirchhoffschen Gesetz.

Phasenumwandlungswärme. Tab.: Art und Bezeichnung von Phasenumwandlungswärmen.

Vorgang Bezeichnung Richtung (1) Richtung (- 1)
fest flüssig	Schmelzwärme	Kristallisations- wärme
flüssig gasförmig	Verdampfungs- wärme	Kondensations- wärme
fest gasförmig	Sublimations- wärme
fest fest	Modifikations- Umwandlungswärme

Wird einem reinen Stoff bei konstantem Druck Wärme zugeführt, so bleibt seine Temperatur während eines Phasenübergangs so lange konstant, bis der gesamte Stoff in die neue Phase umgewandelt ist. Die zugeführte P. fährt zu einer Änderung der inneren Energie und der Enthalpie (Abb.). Ursachen sind sprunghafte Änderungen der Wechselwirkungsenergien zwischen den Teilchen und der Ordnungszustände in den beiden Phasen. Der Quotient Δ_PH/T_u = Δ_PS ist die molare Phasenumwandlungsentropie, ein Maß für die stattfindenden Ordnungsänderungen. In Mischphasen erfolgen Phasenumwandlungen im allg. nicht isotherm (Phasendiagramm).

Die P. können kalorimetrisch gemessen werden. Verdampfungs- und Sublimationswärmen sind besser aus der Temperaturabhängigkeit des Dampfdruckes mit Hilfe der Clausius-Clapeyronschen Gleichung zugänglich. Zur groben Abschätzung dienen die folgenden Regeln: Pictet-Troutonsche Regel: Die molare Verdampfungsentropie Δ_VS, d. h. der Quotient aus molarer Verdampfungsenthalpie Δ_VH und Siedetemperatur T_S, ist bei Normaldruck (p = 0,1 MPa) für alle Flüssigkeiten annähernd gleich: Δ_VS = Δ_VH/T_S ≈ 84 bis 92 J K^-1 mol^-1. Abweichungen treten bei sehr tief siedenden Stoffen (T_S< 170 K), bei Metallschmelzen und bei assoziierenden Stoffen auf.

Phasenumwandlungswärme. Abb.: Abhängigkeit der molaren Enthalpie H reiner Stoffe von der Temperatur T (schematisch). T_u Temperatur des Modifikationswechsels I

II, T_F Schmelztemperatur, T_S Siedetemperatur, Δ_uH, Δ_SchmH, Δ_VH molare Phasenumwandlungsenergien für Modifikationswechsel, Schmelzen bzw. Verdampfen.

Richardssche Regel: Die molare Schmelzentropie Δ_SchmS = Δ_SchmH/T_F einatomiger Elemente liegt zwischen 7 und 14 J K^-1 mol^-1. Es bedeuten Δ_SchmH molare Schmelzenthalpie, T_F Schmelztemperatur.