Calor latente
Calor latente
Cuando un líquido pasa al estado gaseoso, toma calor latente; cuando un gas se condensa y pasa al estado líquido, cede calor latente. Durante esos procesos la temperatura no experimentará cambio alguno.
En la imagen se muestra la condensación del vapor de agua ambiente en las paredes externas de un vaso lleno de agua con hielo.
Generalidades
Cuando un sistema absorbe (o cede) una determinada cantidad de calor puede ocurrir que:
a) experimente un cambio en su temperatura (calor sensible) b) experimente un cambio de fase a temperatura constante (calor latente)
Tipos de calor latente
| Calor latente de: | Ocurre cambio de estado de: |
|---|---|
| Vaporización | Líquido a gas |
| Fusión | Sólido a líquido |
| Solidificación | Líquido a sólido |
| Sublimación | Sólido a gas |
| Condensación | Gas a líquido |
Que ocurre al suministrar
calor latente
Si
se entrega calor (calor sensible) a cierta masa de hielo cuya temperatura es menor a 0o C a 1
atm de presión, permanecerá en estado sólido hasta que su temperatura alcance
los 0o C. En este punto el hielo permanece a temperatura constante y comienza a
fundirse (calor latente). La fusión es una transición de fase, una
transformación desde la fase sólida ordenada a la fase líquida desordenada.
Esta transición ocurre cuando el calor "rompe" algunas de las
ligaduras químicas de las moléculas de agua permitiendo así que éstas se muevan
más libremente. El hielo se transforma en agua, perdiendo su forma, su rigidez y su
estructura cristalina. La temperatura de fusión del hielo es 0o C a 1 atm.
La mezcla de hielo y agua continúa a 0o C hasta que todo el
hielo se haya fundido. Cuando sólo hay agua el calor entregado produce aumento
de la temperatura. Las ligaduras entre las moléculas de agua son relativamente
fuertes, de manera que el calor latente de fusión del agua es grande: se necesitan alrededor de 333 000 J de
calor para convertir 1kg de hielo a 0o C en 1kg de agua a 0o C. Esta misma
cantidad de calor es suficiente para elevar la temperatura de 1kg de agua
líquida en 80 o C ; de manera que se necesita casi la misma cantidad de
calor para fundir un trozo de hielo que para calentar el agua resultante casi
hasta la temperatura de ebullición.
El calor latente de solidificación reaparece
cuando se enfría agua a su temperatura de fusión y comienza a solidificar. A
medida que se extrae calor del agua, ésta se solidifica en hielo y su
temperatura no desciende. El calor que se libera cuando cierta masa de agua se
transforma en hielo, sin cambiar su temperatura, es también el calor latente de
fusión. Este enorme calor latente de fusión es lo que mantiene una mezcla de
agua y hielo a 0 o C Si se transfiere suficiente cantidad de calor al agua (o al hielo), ésta puede vaporizarse (o
sublimarse).
La cantidad de calor necesaria para
transformar cierta masa de líquido o de sólido en gas, sin cambiar su
temperatura, se denomina calor latente de vaporización o de sublimación
respectivamente. El calor latente de vaporización del agua es sorprendentemente
alto debido a que sus moléculas son difíciles de separar. Se necesitan
alrededor de 2 300 000 J de calor para convertir 1 kg de agua a 100 o C en 1 kg
de vapor de agua a 100 o C. Esta misma cantidad de calor elevaría la
temperatura de 1 kg de agua en más de 500 o C. Aún más cantidad de calor se
necesita para convertir directamente hielo en vapor de agua (sublimación).
Toma nota en tu libreta y envía las fotos al correo kjgm@hotmail.es
Contenido del correo:
1. Nombre completo.
2. Semestre.
3. Fotografías del procedimiento realizado en tú libreta.
Nota: El apunte debe ser deben ser entregados máximo mañana 31 de marzo de 2020 en el horario de clases.
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