CALOR

CALOR LATENTE

DE SOLIDIFICACIÓN

La solidificación o congelación, es la cantidad de calor requerida por una sustancia para fundirse y 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.

Cantidad de calor que desprende la masa de un líquido al solidificarse a su temperatura de congelación.

Cantidad de calor que se desprende al cambiar, un gramo de un cuerpo, del estado físico líquido al sólido. En el caso del agua, al pasar a hielo, este valor es de 80 calorías por gramo.

Calcular la cantidad de calor que se requiere para transformar 100 grs

de hielo que están a –15° C de temperatura en agua a 0° C.

Para que el hielo eleve su temperatura de –15° C hasta el punto de

fusión a 0° C, se necesita una cantidad de calor que se calcula con la

ecuación Q = m Ce ΔT.

Donde

Q = calor requerido (en calorías)

Ce = Calor específico (en cal/gº C)

ΔT = variación de temperatura o Tf – Ti (en grados C)

Q1 = 100 g x 0,50 cal/g° C x 15° C = 750 calorías.

Todo líquido calentado hierve.

Luego, para que el hielo se funda y se tenga agua a 0° C, se aplica la

ecuación

Q = mλf (el calor latente de fusión para el agua, según el cuadro

anterior, es 80 cal/g) entonces:

Q2 = 100 gr x 80 cal/gr = 8.000 cal

Así, el calor total requerido es:

Q1 + Q2 = 750 cal + 8.000 cal = 8.750 calorías.

VALORES DE CALOR LATENTE DE FUSIÓN

Sustancia λf en cal/gr.

Agua 80

Hierro 6

Cobre 42

Plata 21

Platino 27

Oro 16

Mercurio 2,8

Plomo 5,9

CALOR

Se define como la transferencia de energía térmica que se da entre diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo, en termodinámica el calor significa transferencia de energía.

CALOR LATENTE DE FUSIÓN

Calor latente de fusión o calor de cambio de estado, es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a líquido . Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de energía.

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

<<Latente>> en latín quiere decir <<escondido>>, y se llama así, porque, al no cambiar la temperatura durante el cambio de estado, a pesar de añadir calor, éste se queda escondido. Por el contrario, cuando el calor que se aplica la sustancia no cambia de estado, aumenta la temperatura y se llama calor sensible.

CALOR LATENTE

Se introduce una masa m de hielo a un calorímetro con agua a una temperatura T ligeramente por encima de la temperatura ambiente Ta y se agita la mezcla hasta que el hielo se funde completamente. Se elige la masa m del hielo de modo que la temperatura Te de equilibrio esté ligeramente por debajo de la temperatura ambiente, es decir, de modo que T-Ta≈T-Te.

De este modo, el calor cedido al ambiente en la primera etapa de la experiencia se compensa con el calor ganado en la segunda etapa.

En la experiencia que se describe a continuación, se emplea el procedimiento de las mezclas pero no se tiene en cuenta las pérdidas o ganancias de calor entre el calorímetro y el medio ambiente.

Una masa ma de agua a la temperatura inicial Ta se mezcla con una masa mh de hielo a 0º C en un calorímetro. La mezcla de agua y hielo se agita hasta que se alcanza una temperatura final de equilibrio Te

En 1761 Joseph Black aclaró que se deja de aumentar la temperatura en un recipiente con cualquier fluido pues se concentra en romper los enlaces de las moléculas de la sustancia, es decir, cambia su estado físico. A este suceso se le llamó calor latente.

CALOR LATENTE FUSIÓN Y SOLIDIFICACIÓN