Calor latente: fusión y vaporización

Calor latente: fusión y vaporización

Todos conocemos el efecto por el cual el hielo al calentarse se derrite y cambia su forma de estado sólido a agua líquida, y como esta agua se transforma en vapor a partir de cierta temperatura. Pues bien, el calor latente se llama a la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de estado. Cuando este cambio supone pasar de fase sólida a líquida hablamos de calor de fusión y cuando el cambio de produce de estado líquido a gaseoso, hablamos de calor de vaporización.

Cambios de estado de los cuerpos

Por ejemplo, si a un trozo de hielo le aplicamos calor y comienza a subir de temperatura, al alcanzar los 0ºC se producirá el cambio de estado de sólido a líquido, y esa temperatura no variará, aunque se le siga aplicando calor hasta que se haya fundido totalmente. Una vez fundido, el hielo ahora en estado líquido comenzará nuevamente a subir su temperatura hasta llegar a los 100ºC en los que nuevamente se produce el cambio de fase a la vaporización y desde ese momento, la temperatura se mantiene estable hasta que se evapora el agua en su totalidad.

DESCARGA GRATIS NUESTRA GUÍA “CÁLCULOS Y APLICACIÓN PRÁCTICA PARA LA CORRECTA CIRCULACIÓN DE AIRE POR CONDUCTOS”

El término latente, procedente del latín y cuyo significado es oculto o escondido, fue utilizado para denominar este fenómeno ya que no se percibía un aumento de temperatura en el cambio de fase a pesar de añadir calor.

Esta energía en forma de calor o calor latente produce el cambio de estado de los cuerpos y esta sucesión de fases se reproduce de forma habitual en todas las sustancias de la naturaleza.

Condensación y solidificación

Los cambios de estado en sentido inverso, es decir condensación y solidificación, son procesos exotérmicos, es decir que nos “devuelven” la misma cantidad de calor que ha sido necesaria aportar para la fusión y la evaporación.

¿Es el mismo el calor latente para todas las sustancias?

La respuesta es no. Cada sustancia o cuerpo tiene sus propios calores latentes de fusión y de vaporización ya que se trata de procesos directamente relacionados con la estructura molecular de cada elemento.

El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a Q=mL, donde L se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de fase.

Para cada proceso de cambio de estado existe un calor latente distinto (por ejemplo, calor latente de fusión, de vaporización, de condensación, etc.). En el caso del agua, para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a 0ºC se necesitan 334 J/kg. Para que cambie de líquido a vapor a 100 ºC se precisan 2.260 J/kg.

Todos los calores latentes son parámetros característicos de cada sustancia, y su valor depende de la presión a la que se produzca el cambio de fase para la misma.

En el sistema internacional, el calor latente se mide en J/kg.

Calor sensible y calor específico

A diferencia del calor latente, 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 su estado. La cantidad de calor necesaria para calentar (o enfriar) un cuerpo, es directamente proporcional a la masa de este y a la diferencia de temperaturas.

La constante de proporcionalidad es lo que llamamos calor específico o, dicho de otro modo, el calor específico de una sustancia puede definirse como la cantidad de calor que hace falta suministrar a la unidad de masa (1 kg) de dicha sustancia para elevar su temperatura 1 grado.

Se habrá de tener en cuenta que, el calor específico de cada sustancia es distinto, y este también varía según su temperatura por lo que, no se requerirá la misma energía para subir en 1ºC la temperatura de un 1kg de cobre que de un 1kg de aluminio.

Cómo mejorar la eficiencia energética con un sistema DCV

Haz un comentario