farmacia

Cambios de estado [editar]
Normalmente, una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor al ambiente que le rodea. Sin embargo, cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a Q=mL donde L se denomina calorlatente de la sustancia y depende del tipo de cambio de fase.
Por ejemplo, para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a 0ºC se necesitan 334000 J/kg o 334 kJ/kg. Para que cambie de líquido a vapor a 100 ºC se precisan 2260000 J/kg.
Los cambios de estado se pueden explicar de forma cualitativa del siguiente modo:
En un sólido los átomos y moléculas ocupan las posiciones fijas de losnudos de una red cristalina. Un sólido tiene en ausencia de fuerzas externas un volumen fijo y una forma determinada.
Los átomos y moléculas vibran, alrededor de sus posiciones de equilibrio estable, cada vez con mayor amplitud a medida que se incrementa la temperatura. Llega un momento en el que vencen a las fuerzas de atracción que mantienen a los átomos en sus posiciones fijas y el sólido seconvierte 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 pero mantengan un volumen constante.
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 moléculasestán 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. Un gas adopta la forma del recipiente que lo contiene y tiende a ocupar todo el volumen disponible.
Un ejemplo clásico en el que se utilizan los conceptos de calor específico y calor latente es el siguiente:Determinar el calor que hay que suministrar para convertir 1g de hielo a -20 ºC en vapor a 100ºC. Los datos son los siguientes:
calor específico del hielo ch=2090 J/(kg K)
calor de fusión del hielo Lf=334000 J/kg
calor específico del agua c=4180 J/(kg K)
calor de vaporización del agua Lv=2260000 J/kg
Etapas:
Se eleva la temperatura de 1g de hielo de -20ºC (253 K) a 0ºC (273 K) → Q1 = 0.001· 2090 ·(273 - 253)= 41.8 J
Se funde el hielo → Q2=0.001·334000=334 J
Se eleva la temperatura del agua de 0º C (273 K) a 100 ºC (373 K) → Q3=0.001·4180·(373-273)=418 J
Se convierte 1 g de agua a 100ºC en vapor a la misma temperatura → Q4=0.001·2260000=2260 J
El calor total Q=Q1+Q2+Q3+Q4=3053.8 J.
Si se dispone de una fuente de calor que suministra una energía a razón constante de q J/s, se puedecalcular la duración de cada una de las etapas
En la figura, que no se ha hecho a escala, se muestra cómo se va incrementando la temperatura a medida que se aporta calor al sistema. La vaporización del agua requiere de gran cantidad de calor como podemos observar en la gráfica y en los cálculos realizados en el ejemplo.
La figura de abajo, está hecha a escala con el programa Excel de Microsoft,tomando los datos de la tabla: Calor, Q Temperatura, T 0 -20 41.8 0 375.8 0 793.8 100 3053.8 100

Medida del calor latente de fusión [editar]
Se llena un termo con hielo y se cierra. A través del tapón se pasa un largo tubo de vidrio de pequeña sección S y dos cables que conectan con una resistencia por la que circula una corriente eléctrica que calienta el hielo para convertirlo en agua a 0ºC.
Seañade agua a través del tubo para rellenar la botella y propio el tubo.
En la parte izquierda de la figura, se muestra la situación inicial. En la parte derecha, la situación al cabo de un cierto tiempo t después de conectar la resistencia a una batería.
La resistencia eléctrica calienta el hielo, se funde y el volumen del sistema disminuye, como consecuencia, pasa agua del tubo de vidrio al...