Calorimetria

CALORIMETRIA II

FUNDAMENTO TEORICO:

Fluidos en movimiento

El cambio de temperatura de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos. Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse y se contraen al enfriarse. El comportamiento del agua entre 0 y 4 °C constituye una importante excepción a esta regla. Se denomina fase de una sustancia a su estado, que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Los cambios de fase en sustancias puras tienen lugar a temperaturas y presiones definidas.

El paso de sólido a gas se denomina sublimación, de sólido a líquido fusión, y de líquido a vapor vaporización. Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante.

La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente; existen calores latentes de sublimación, fusión y vaporización. Si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera, la temperatura no aumenta por encima de los 100 °C por mucho calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse.

Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua. Para fundir 1 kg de hielo se necesitan 19.000 julios, y para convertir 1 kg de agua en vapor a 100 °C, hacen falta 129.000 julios.

Se sabe sabe que generalmente, la materia puede existir en estado o fase, solido, liquido o gaseoso.

Los cambios de un estado a otro van acompañados de absorción o desprendimiento de calor, pero la temperatura se mantiene constante. Son profundas alteraciones de las fuerzas moleculares. En la fusión se altera la regularidad de la conformación cristalina del sólido. En la vaporización, las fuerzas moleculares se reducen a cero. Así, se puede definir:

El calor de transformación o latente L, como la cantidad de calor necesaria para cambiar el estado de un cuerpo, dividida por la masa del cuerpo; es decir

L= Q/m (cal/g)

Esta definición es válida para los calores de fusión, congelación, vaporización, condensación y sublimación.

Las temperaturas a las cuales ocurren los cambios de estado se llaman puntos de fusión o congelación, puntos de ebullición o condensación, etc.

Los calores de transformaciones y los puntos de fusión, ebullición,… dependen de la presión.

No se debe olvidar que la definición de L se deduce el calor que recibe un cuerpo de masa m, cuando se funde el totalmente.

Q = mL

Objetivos:

Reconocer el calor

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