Significado y funcionamiento
Cuando la temperatura aumenta dentro de un rango específico, la energía promedio de movimiento de las partículas aumenta. En los rangos de fusión y ebullición, la energía se utiliza para cambiar la disposición y la interacción entre las partículas.
Cuando las sustancias puras se calientan a una presión constante, acercándose al equilibrio, la temperatura puede permanecer relativamente constante. Esto se debe a un cambio en la forma en que se utiliza la energía, y no a un cambio en la temperatura en sí.
Relaciones y condiciones de validez
Las regiones sin cambio de fase utilizan Q=mcΔT, mientras que las regiones donde ocurre la fusión o la ebullición utilizan Q=mL. Si la potencia de calentamiento es constante, la energía y el tiempo requeridos para cada región son proporcionales.
El punto de fusión y el punto de ebullición se ven afectados por la presión y la pureza de la sustancia. Las curvas de calentamiento ideales pueden omitir factores como la capacidad calorífica del recipiente, la pérdida de calor y el superenfriamiento/sobreenfriamiento.
Qué observar en la simulación
La sección horizontal no es una sección donde desaparece el calor, sino una sección utilizada para cambios de estado.
Fuente: Valores estándar de propiedad física (valores redondeados para fines educativos). Un tipo de agua, presión constante 1 atm, c hielo = 2,09, c agua = 4,18, c vapor = 2,01 J/(g·K), calor de fusión 334 J/g, calor de vaporización 2260 J/g. El calor específico es constante, no hay pérdida de calor y permanece vapor de agua en el sistema. Se omiten los cambios de presión reales, el sobrecalentamiento, el sobreenfriamiento y las pérdidas por evapvía respiratoria. El espaciado de partículas es un diagrama esquemático.
Relaciones y símbolos clave
Q = mcΔT · Qfusión = mLf · Qvaporización = mLv
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| c | calor específico | J/(kg·K) |
| Lf, Lv | Calor latente de fusión y vaporización por unidad de masa | J/kg |
| Q | Calor transferido | J |
Ejemplo resuelto
¿Para qué se utiliza el calor de entrada en la sección horizontal de 100 °C de la curva de calentamiento?
En la sección de calor latente, la relación de estados cambia y la temperatura permanece constante. Después de la evaporación, la temperatura del vapor de agua vuelve a subir.
Errores frecuentes
- Incluso cuando la temperatura se encuentra dentro de un rango específico y constante, la materia puede seguir recibiendo energía.