Cuando estudiamos los procesos de transición de fase, es decir, los cambios de fase de una sustancia, vemos que para que esto suceda es necesario aportar o retirar calor de la sustancia en cuestión. En nuestra vida diaria podemos observar el cambio de fase del agua que se evapora de una prenda tendida en un tendedero o de un cubito de hielo que se derrite al exponerse al medio ambiente.
Entonces podemos definir la transición de fase como la reorganización interna de las moléculas de una sustancia, provocando cambios significativos en sus propiedades. A nivel de recuerdo sobre las transiciones de fase, tenemos:
gas a líquido → condensación
líquido a gas → vaporización
líquido a sólido → solidificación
sólido a líquido → derretir
sólido a gas → sublimación
gas a sólido → sublimación
Hemos visto que los procesos físicos que tienen lugar en sistemas cerrados conservan la energía total del sistema. En los procesos de transición de fase, como la fusión y la evaporación, la temperatura permanece constante aunque se esté suministrando calor al sistema. Para entender hacia dónde va esta energía, veamos lo que está sucediendo microscópicamente.
Podemos asociar una energía potencial para cada partícula de sustancia como la energía necesaria para colocarla en esa posición. Si queremos cambiar su disposición interna, necesitamos hacer algún tipo de trabajo en las partículas. Por tanto, podemos asociar una energía potencial con la disposición de los átomos y moléculas de la sustancia.
Cuando se suministra calor, los átomos y las moléculas tienden a vibrar más intensamente, aumentando la temperatura, que es una medida de la energía cinética promedio de las partículas. Durante el proceso de fusión o vaporización, la temperatura permanece constante, pero la disposición de átomos y moléculas cambia.
La energía potencial de cada uno cambia, y la variación de esta energía potencial es el calor liberado o eliminado de la sustancia.
La medida de la energía gastada, por unidad de masa, es el calor latente de fusión o vaporización. Cuanto mayor es el calor latente, mayor es la variación de la energía potencial debido a la modificación de la disposición atómica o molecular de esa sustancia.
De esta forma, la energía total se conserva en los procesos de transición de fase. La energía suministrada o extraída se transforma en energía cinética o en energía potencial (reordenamiento interno de los átomos).
Por Domitiano Marques
Licenciada en Física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-nas-transicoes-fase.htm
