En estudios relacionados con los cambios de fase de las sustancias, vemos que es posible provocar este cambio suministrando o extrayendo energía térmica. Los ejemplos más simples de esto son los cambios de estado de sólido a líquido, de líquido a gas o viceversa. Por ejemplo, si calentamos un trozo de hielo, es decir, si le damos calor, veremos que se derrite (o se derrite).
Por tanto, podemos decir que cambio de estado es una reorganización interna de los átomos (o moléculas) de una sustancia, provocando cambios significativos en sus propiedades.
Curvas de calefacción y refrigeración: lo que sucede durante una transición de fase.
Las curvas de calentamiento o enfriamiento muestran el cambio de temperatura a lo largo del tiempo a medida que el objeto pierde o gana energía.
Consideremos una cantidad de 1 kg de hielo con una temperatura inicial de -20 ° C (punto A en la figura anterior) y que recibe una tasa de calor constante de 1000 vatios, es decir, 1000 J / s.
Al recibir esta energía, las moléculas de agua que se organizan como un sólido comienzan a oscilar cada una rápidamente, provocando un aumento lineal de temperatura, que está determinado por la ecuación: Q = m.c.Δt.
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Esto ocurre hasta que el hielo alcanza una temperatura de 0 ° C, punto B en el gráfico, cuando la oscilación de las moléculas es tal que los enlaces entre ellas comienzan a romperse. En este punto, el hielo comienza a derretirse y toda la energía suministrada se utiliza para romper los enlaces que mantienen sólida la estructura.
Por esta razón, la temperatura permanece constante hasta que todo el hielo se derrita, aunque se suministre energía de forma continua. La energía suministrada durante la transición se puede obtener de la expresión Q = m. L.
Desde el momento en que el hielo se derrite por completo (punto C), la temperatura del agua aumenta constantemente. Sus moléculas vibran más rápido hasta alcanzar la temperatura de ebullición (punto D).
El calor recibido a partir de ese momento se utilizará para vaporizar el agua, que permanece a temperatura constante hasta que el líquido se haya evaporado por completo (punto E). Toda la energía recibida desde ese punto se utilizará para calentar el vapor.
La construcción de gráficos de este tipo, a partir de datos experimentales, permite determinar con precisión las temperaturas de transición y los valores de calor específico y calor latente.
Por Domitiano Marques
Licenciada en Física
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Curvas de calefacción y refrigeración"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/curvas-aquecimento-resfriamento.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.
