Cantidad de calor:
Calor latente y cambio de fase
Calor latente y cambio de fase
El calor es una cantidad de energía y es
una expresión del movimiento de las moléculas que componen un
cuerpo. Energía de transferencia debida a la diferencia de temperatura
entre dos cuerpos
1 caloría= 4.187 joules
La temperatura es la medida del calor de
un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir). °C
Por ejemplo,
si hacemos hervir agua en dos recipientes de diferente tamaño, la temperatura
alcanzada es la misma para los dos, 100° C, pero el que tiene más agua posee
mayor cantidad de calor.
El
calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor,
la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye.
La
temperatura no es energía sino una medida de ella; sin embargo, el calor sí es
energía.
Calor
Latente
El
calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para
cambiar de fase.
Cuando
una sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad
de calor llamada calor latente de fusión (sólido a líquido) o calor latente de
evaporación (líquido a gaseoso), según sea el caso.
Se
debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio
de fase y no para un aumento de la temperatura.
El
calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe aunque no se
manifieste un incremento en la temperatura, ya que mientras dure la fundición o
la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.
Por
el contrario, el calor que se aplica cuando la sustancia no cambia de fase y
aumenta la temperatura, se llama calor sensible.
El
calor sensible es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su
temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto no afecta su
estado.
En
tanto el calor sensible es aquel que suministrado a una sustancia eleva su
temperatura.
Es
el calor absorbido o desprendido por un cuerpo para que se produzca un aumento
o disminución de temperatura
Para
aumentar la temperatura de un cuerpo hace falta aplicarle una cierta cantidad
de calor (energía). La cantidad de calor aplicada en relación con la diferencia
de temperatura que se logre depende del calor específico del cuerpo, que es
distinto para cada sustancia.
Se
define calor específico (Ce) como la cantidad de calor que hay que proporcionar
a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado.
La
cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional
a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta.
La
expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:
Q = m·Ce·(Tf-Ti)
La
cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta
fórmula, en la cual :
Q =
Calor ganado o perdido (J) o (cal)
m =
masa (kg) o (g)
Ce =
calor específico (J/kg °C) o (cal/g °C)
Ti =
temperatura inicial
Tf =
temperatura final.
Por
lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de
temperatura).
Si
Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0
Si
Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0
Cambios de fase
En
la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y
gaseoso.
Al
aplicarle calor a una sustancia, esta puede cambiar de un estado a otro. Cuando
una sustancia cambia de estado absorbe o cede calor sin que se produzca un
cambio de su temperatura
A
estos procesos se les conoce como “cambios de estado”
Los
posibles cambios de estado son:
- de estado solidó a liquido, llamado fusión.
- de estado liquido a solidó, llamado solidificación.
- de estado liquido a gaseoso, llamado vaporización
- de estado gaseoso a liquido, llamado condensación
- de estado solidó a gaseoso, llamado sublimación progresiva.
- de estado gaseoso a sólido, llamado sublimación regresiva.
Calor latente de fusión
Para
que un sólido pase al estado líquido debe absorber la energía necesaria a fin
de destruir las uniones entre sus moléculas. Por lo tanto, mientras dura la
fusión no aumenta la temperatura.
El
calor requerido para este cambio en el estado físico sin que exista variación
en la temperatura recibe el nombre de calor latente de fusión o simplemente
calor de fusión.
El
calor de fusión es una propiedad característica de cada sustancia, pues según
el material de que esté hecho el sólido requerirá cierta cantidad de calor para
fundirse. Por definición: el calor latente de fusión de una sustancia es la
cantidad de calor que requiera ésta para cambiar 1 gramo de sólido a 1 gramo de
líquido sin variar su temperatura.
Calor latente de solidificación
Es
el paso de una sustancia en estado líquido a sólido.
Como
lo contrario de la fusión es la solidificación o congelación, la cantidad de
calor requerida por una sustancia para fundirse, es la misma que cede cuando se
solidifica.
Por
lo tanto, con respecto a una sustancia el calor latente de fusión es igual al
calor latente de solidificación o congelación.
Calor latente de Ebullición o vaporización
Es
la transformación de todas las partículas del líquido en gas por la acción del
calor aplicado. En este caso también hay una temperatura especial para cada sustancia
a la cual se produce la ebullición y la conocemos como punto de ebullición.
A una presión determinada todo líquido calentado hierve a una
temperatura fija que constituye su punto de ebullición. Este se mantiene
constante independientemente del calor suministrado al líquido.
El punto de
ebullición es la temperatura en la cual la sustancia cambia de su fase líquida
a la fase gaseosa
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Equipo:
Acuña Cervantes Andrea
Cortez Acosta Sarahí
Nava Navarro Fredy Said
Navarro Gonzalez Daena Irene
Rabago Espinoza Luyz Gabriela
