Calor latente y cambios de fase
Física
Conceptos clave
- El calor latente es el calor necesario para cambiar de fase 1 kg de sustancia sin cambiar la temperatura.
- Durante el cambio de fase la temperatura permanece constante.
- El calor se usa en romper (o formar) los enlaces entre partículas, no en acelerarlas.
- Hay dos tipos: de fusión y de vaporización.
La ecuación
- .
- = masa, = calor latente específico (J kg⁻¹).
- No aparece porque la temperatura no cambia.
Fusión y vaporización
- Calor latente de fusión (): sólido ↔ líquido (fundir o solidificar).
- Calor latente de vaporización (): líquido ↔ gas (hervir o condensar).
- Para el agua, es mucho mayor que .
La gráfica de calentamiento
- Los tramos inclinados = calentamiento (sube la temperatura, usa ).
- Los tramos planos = cambio de fase (temperatura constante, usa ).
- Durante la meseta, el calor se invierte en separar las partículas.
Ejemplo resuelto
- Problema: ¿cuánto calor funde 0,5 kg de hielo a 0 °C? ()
- No hay cambio de temperatura → usa .
- .
- .
En el examen IB
- Durante un cambio de fase la temperatura es constante: usa , no .
- Error frecuente: añadir un término en el cambio de fase.
- En problemas por etapas (hielo → agua → vapor), suma calor sensible () y latente ().
- : vaporizar cuesta más que fundir.