Calor Latente De Fusión

Los cambios de fase se pueden explicar en base al reacomodo de las moléculas cuando se agrega o

se quita calor de la sustancia. Considérese primero el cambio de fase de líquido a gas. Las

moléculas en el líquido están más juntas, y las fuerzas entre ellas son más fuertes que en un gas,

donde las moléculas se encuentran más separadas. Por lo tanto, en un líquido se debe hacer trabajo

sobre las fuerzas moleculares de atracción para poder separar las moléculas. El calor de

vaporización es la cantidad de energía que se debe agregar al líquido para lograr esto.

Análogamente, durante el proceso de fusión (cambio de fase de sólido a líquido) la amplitud de

vibración de los átomos del sólido llega a ser lo suficientemente grande como para vencer las

fuerzas de atracción que se mantienen a los átomos en sus posiciones fijas. La energía calorífica

que se requiere para fundir por completo cierta masa de un sólido es igual al trabajo que se requiere

para romper las ligaduras y transformar a la masa de una fase ordenada de sólido a una fase

desordenada de líquido.

El calor sensible es aquel que produce un cambio de temperatura de la masa: Q = mcT; en

cambio, el calor de transformación se utiliza totalmente para romper las fuerzas intermoleculares o

interatómicas de la masa de sólido o líquido, es decir, no produce cambio de temperatura en el

cuerpo por lo que los procesos de cambios de fase ocurren a una temperatura y presión fija.

Método calorimétrico para calcular el calor latente de fusión del agua

Consiste en mezclar un bloque de hielo a temperatura TH y de masa conocida con una masa dada de

agua en un calorímetro y medir los cambios de temperatura que experimenta el sistema. En la

mezcla, el agua del calorímetro, ma con una temperatura inicial Ta y temperatura final T va a ceder

una energía total mac(T – Ta) la cual permite:

1. elevar la temperatura del hielo hasta 0ºC, absorbiendo el calor sensible QH = mHcH(0 – TH),

2. fundir completamente los bloques de hielo utilizando el calor de transformación QL= mHLf,

3. elevar la temperatura del agua resultante del hielo hasta la temperatura de equilibrio T,

absorbiendo el calor sensible QHa= mHc(T – 0).

En la Figura 1 se muestra esquemáticamente los procesos de

...