cambio de fase

Cambios de Fases
Las transiciones entre las fases sólidas líquidas y gaseosas, suelen incluir grandes cantidades de energía, en comparación con el calor específico. Si a una masa de hielo, le añadimos calor a un ritmo constante, para que lo lleve a través de los cambios de fase, primero a líquido y luego a vapor, las energías necesarias para llevar a cabo los cambios de fase (llamadas calorlatente de fusión y calor latente de vaporización ), daría lugar a las mesetas que observamos en el gráfico de temperatura vs tiempo de abajo. Se supone que la presión en el gráfico, es de 1atmósfera estándar.


Escalas de Temperatura
Cambios de Fases del Agua
Punto de Ebullición

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Conceptos sobre Cambio de Fase
 
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Los datos del cambio de fase de vaporización, están tomados a una presión de 1atmósfera estándar.
¿Por Qué Energía Potencial Negativa?
Calor de Fusión
División de Energía
Calor de Vaporización

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¿Por Quéla Energía Potencial es Negativa?
En el estudio de la energía de los cambios de fases en el agua, encontramos que la energía potencial es tratada como una cantidad negativa. La analogía con un sistema mecánico que tiene energía potencial gravitacional y energía cinética, nos puede ayudar a comprender la lógica de esta cantidad de energía negativa. Siempre somo libres de elegir el cero de laenergía potencial, y parece lógico elegir este cero de energía potencial, de tal modo que una molécula libre en reposo tenga energía cero. Una partícula ligada en reposo tiene energía potencial negativa.


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Detalles del Calentamiento del Agua
Se sabe quedebemos añadir 100 calorías de energía para elevar la temperatura de 1 gramo de agua desde 0° hasta 100°C. Parte de esa energía aumenta la energía cinética de las moléculas, y alguna otra parte se añade a la energía potencial.


Los tamaños de los bloques que representan la energía cinética de las moléculas a 0°C y a 100°C, nos proporciona una ilustración visual del significado de latemperatura yla naturaleza de la absoluta oescala de temperatura Kelvin. De la definición detemperatura cinética, se ve que el tamaño del bloque es proporcional a la temperatura, y la proporción de alturas de los bloques de EC (energía cinética), es la proporción de las temperaturas. Pero la temperatura cinética es inherentemente una temperatura absoluta, de modo que la proporción de alturas de los bloques es373K/273K . Por lo tanto, la temperatura absoluta es en realidad proporcional a la energía cinética de traslación de las moléculas, mientras que las temperaturas Celsius son elegidas por conveniencia.

Cambios de Fases del Agua
Mas Detalles sobre los Cambios de Energía

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AtrásDetalles de Energía Relacionados con el Calentamiento del Agua
En el proceso del calentamiento del agua desde 0º a 100º C., se añadió 100 calorías de energía. Parte de esa energía aumentó la energía cinética de las moléculas y alguna otra se sumó a la energía potencial. Para evaluar la cantidad añadida a la energía cinética, se deben evaluar las velocidades moleculares en las dos temperaturas conayuda de la distribución de velocidad de Boltzmann.


La ganancia neta en energía cinética, cuando se calienta el agua de 0º a 100º C., es entonces 16,7 calorías/gramo. El resto de la energía se va a debilitar la fuerza de atracción entre las moléculas del agua. Esta debilitación de las fuerzas intermoleculares se manifiesta, en la reducción de la tensión de superficie del agua caliente.
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