Calor Latente

1. Introducción

El calor latente o el calor de cambio de estado es la energía requerida por una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura; por tanto al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía. El calor latente de fusión, que es el cambio de estado de un material por ejemplo para que el agua sólido (hielo) cambie a líquido se necesita 334*〖10〗^3 J/kg y para que cambie de líquido a vapor 100ºCpor tal motivo vemos los cambios referentes a este material o sustancia en este caso el agua. Todo líquido tiene una temperatura a la que comienza a evaporase. Cuando se entrega energía en forma de calor al líquido, ésta energía se utiliza para aumentar la temperatura del mismo. Cuando alcanza la temperatura de vaporización, la energía se utiliza para el cambio de estado de líquido a gaseoso, pero esta transformación no es instantánea. En ese momento estamos en presencia de vapor húmedo. La energía que se sigue entregando hace que el vapor se vaya secando hasta la humedad 0, en ese instante hay vapor seco. La energía que se entregó en Kcal (kilocalorías) para secar el vapor, por unidad de masa es lo que se llama calor latente de vaporización.

Palabras claves

Calor latente de fusión y calor latente de evaporación

Abstract

The latent heat or heat of change of state is the energy required for a substance to change phase from solid to liquid (heat of

fusion) or from liquid to gas (heat of vaporization). It should be noted that this energy as heat is reversed for the phase

shift and not to a temperature rise and therefore the change of gas to liquid and liquid to solid is releasing the same amount of energy. The latent heat of fusion, which is the change of state of a material such as for water to solid (ice) changing to liquid is needed J / kg and to change from liquid to vapor 100 ° C by this reason we see the changes regarding this material or substance in this case water. Each liquid has a temperature at which it begins to evaporate. When energy is delivered as heat to the liquid, this energy is used to increase the temperature. When it reaches the vaporization temperature, energy is used to change state from liquid to gas; but this transformation is not instantaneous. At this time we are in presence of moisture vapor. The energy continues to deliver the steam makes dries up moisture 0, at that moment is dry steam. The energy delivered in kcal (kilocalories) to dry steam per unit mass is what is called latent heat of vaporization.

Key words

Latent heat of fusion and latent heat of evaporation

2. Objetivos

2.1 Objetivo General:

Determinar el calor latente de fusión(hielo) y el calor latente de evaporación del agua

2.2 Objetivos Específicos:

Establecer relación entre calor latente de fusión y de evaporación

Conocer el comportamiento molecular del agua en diferentes estados

Analizar los procesos de calorimetría

3. Fundamentos Teóricos

Una forma para poder calcular el calor latente de fusión y evaporación (durante la ebullición), la masa m de agua evaporada al suministrar una cantidad de calor Q vendrá dada por la expresión:

L= Q/m

Dónde:

L es una constante característica de la sustancia y de cambio de fase que se produce. Si el cambio es de sólido a líquido, será Lf (calor latente de fusión) y si el cambio el de líquido a gas, será Lv (calor latente de vaporización). En el caso del agua a presión atmosférica la fusión se produce a 0°C y Lf vale 79,7 cal/gr. Y la vaporización se produce a 100°C y Lv vale 539.2 cal/gr. Q es la cantidad de calor y m es la masa. Las unidades de L serán por tanto de J/Kg en el sistema SI, aunque también es frecuente usar cal/gr (1 J = 0,24 cal).

4. Marco Teórico

Cuando a una cierta cantidad de agua (u otro líquido) se le suministra calor, éste se invierte inicialmente en aumentar la temperatura del agua. Dicho aumento de temperatura viene determinado por el calor suministrado, la masa de agua, y la constante llamada calor específico. Pero si la temperatura alcanza el punto de ebullición del agua (Te∼100ºC, dependiendo de la presión, y por tanto de la altitud, local), el agua hierve (entra en ebullición) y se va transformando en vapor con mayor o menor rapidez según la velocidad a la que se le esté suministrando el calor. Mientras que dura la transformación de líquido a vapor (cambio de fase), su temperatura permanece constante en Te, y la energía que se le suministra se invierte en transformar el líquido en vapor. Por tanto, el paso de la fase líquida a la fase vapor requiere de un aporte de energía. La cantidad de energía Q necesaria para pasar una unidad de masa del estado líquido al estado vapor se denomina calor latente de vaporización, y normalmente se denota por la letra L.

4.1 Tabla de calores latentes de fusión y evaporación

5. procedimiento y Montaje

Se introduce una masa m de hielo a un calorímetro con agua a una temperatura T ligeramente por encima de la temperatura ambiente Ta y se agita la mezcla hasta que el hielo se funde completamente. Se elige la masa m del hielo de modo que la temperatura Te de equilibrio esté ligeramente por debajo de la temperatura ambiente, es decir, de modo que T-Ta≈T-Te.

De

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