Calor Latente

Definición.

Se define como la cantidad de calor que necesita una sustancia para pasar del estado sólido a líquido o de líquido a gas sin cambio de temperatura. En el caso del agua, el calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido manteniendo la temperatura constante en el punto de fusión (273 k).

Calor latente de fusión del hielo a 0 0C, 80 cal/g

Calor latente de evaporación del agua a 100 0C, 540 cal/g

Calor latente y tablas de vapor

Cuando una sustancia cambia de fase se producen cambios de calor relativamente considerables a

temperatura constante. Por ejemplo, el hielo a 0 °C y 1 atm de presión puede absorber 6014.4 kJ/

kg mol. A este cambio de entalpía se le llama calor latente de fusión. Los valores similares para otros

compuestos pueden encontrarse en manuales (Pl, Wl).

Cuando una fase líquida pasa a fase vapor con su presión de vapor a temperatura constante, se

debe agregar cierta cantidad de calor que recibe el nombre de calor latente de vaporización. Diversos

manuales contienen valores y tabulaciones de los calores latentes de vaporización. Para el agua a

25 °C y una presión de 23.75 mm de Hg, el calor latente es 44 020 kJ/kg mol. Por consiguiente,

el efecto de la presión puede despreciarse para cálculos de ingeniería. Sin embargo, el efecto de la

temperatura sobre el calor latente del agua es bastante considerable; además, el efecto de la presión

sobre la capacidad calorífica del agua líquida es pequeño y puede despreciarse.

Puesto que el agua es una sustancia muy común, sus propiedades termodinámicas se han

recopilado en tablas de vapor que aparecen en el apéndice A.2 en unidades SI y del sistema inglés.

Cambios de estado

Normalmente, una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor al ambiente que le rodea. Sin embargo, cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. 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.

Por ejemplo, para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a 0ºC se necesitan 334•103 J/kg. Para que cambie de líquido a vapor a 100 ºC se precisan 2260•103 J/kg.

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