fisica calor latente






















1. Introducción
En el experimento se estudia a profundidad el calor latente. El calor latente o calor de transformación se define como la cantidad de calor que requiere una sustancia para cambiar de fase, es decir, para pasar del estado sólido a líquido (fusión) o de líquido a gas (evaporación) sin causar un cambio de temperatura, es decir la energíanecesaria para crear o romper enlaces al absorber o liberar calor. En cuanto al 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. El calor latente de fusión del hielo es 0˚, y el calor latente de evaporacióndel agua es 100˚ (Avalo, 2013).
1.1 Cambios de Estado

Sólido
En un sólido los átomos y moléculas ocupan un lugar fijo en los nudos de una red cristalina. Las moléculas se mueven en el mismo lugar pero no se trasladan. Un sólido tiene un volumen fijo y una forma determinada. Los átomos y moléculas vibran, alrededor de sus posiciones de equilibrio, a medida que se incrementa la temperatura vaaumentando su movimiento y magnitud. (Torruella, 2013). Llega un momento en el que vencen a las fuerzas de atracción que mantienen a los átomos en sus posiciones fijas y el sólido se convierte en líquido. Los átomos y moléculas siguen unidos por las fuerzas de atracción, pero pueden moverse unos respecto de los otros, lo que hace que los líquidos se adapten al recipiente que los contiene peromantengan un volumen constante.

Figura 1. En el estado sólido los átomos y moléculas están fijas unidas por una red.
Liquido
Los líquidos tiene la habilidad de trasladarse pero hay cohesión. (Torruella, 2013). Cuando se incrementa aún más la temperatura, se vencen las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos y moléculas en el líquido. Las moléculas están alejadas unas de las otras,se pueden mover por todo el recipiente que las contiene y solamente interaccionan cuando están muy próximas entre sí, en el momento en el que chocan. Estas moléculas en estado líquido tienen un volumen definido pero no una forma definida.

Figura 2. En el estado líquido las moléculas pueden rotar y moverse libremente pero continúan unidas (izquierda), por el contrario en estado gaseoso lasmoléculas pueden moverse lejos de las otras fácilmente (derecha).

Gas
Un gas adopta la forma del recipiente que lo contiene y ocupa todo el volumen disponible.

1.2 Fuerzas intermoleculares
Los cambios de estado son gobernados por fuerzas intermoleculares entre las moléculas tanto en estado sólido, líquido y gas. Las fuerzas moleculares se definen como fuerzas de atracción que existen entre lasmoléculas en una sustancia debido a la interacción entre cargas que interactúan a grandes distancias, por el contrario la fuerza entre enlaces ocurre a cortas distancias (Morales, S., 2011). Existen otros tipos de atracciones llamadas intramoleculares que son las fuerzas responsables de la unión de los átomos dentro de una molécula (Univ. Del Perú, 2011). Por ejemplo, como la molécula de agua lacual posee dos hidrógenos y un oxígeno la cual se mantiene unida por enlaces cortos (fuerzas intramoleculares) entre los átomos de hidrogeno y oxígeno y puede crear grandes enlaces pero más débiles (fuerzas intermoleculares) con otras moléculas de agua.

Figura 3. Fuerzas de atracción entre moléculas de agua. A corta distancia son las fuerzas intramoleculares y a largas distancias son másdébiles y llamadas fuerzas intermoleculares, en este caso enlaces de hidrógeno.
2.1 Cambio de fase
Cuando una sustancia absorbe o libera calor al ambiente experimenta un cambio en temperatura. Un cambio de fase ocurre mediante la fusión de un sólido a líquido al aumentar la temperatura, o la evaporación cuando un líquido es convertido a gas y esto se produce por un cambio en temperatura mucho...