ESTADOS DE AGREGACIÓN
Los sistemas materiales se pueden presentar en tres estados de agregación: sólido, líquido y gas. La intensidad de las uniones entre las partículas que constituyen el sistema material, determina sus estado de agregación, el cual determina, a su vez, las propiedades específicas.
Cuando un sistema material cambia de estado de agregación, la masa permanece constante pero el volumen cambia.
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Sólidos |
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Líquidos |
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Gases |
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Modificando las condiciones de presión y temperatura los sistemas materiales pasan de un estado a otro mediante un proceso llamado cambio de estado.
PROCESOS DE VAPORIZACIÓN
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La evaporación es una vaporización lenta que se realiza sólo en la superficie libre de los líquidos y a cualquier temperatura. Por ejemplo en un charco de agua a temperatura ambiente. |
La ebullición es una vaporización violenta que se realiza en toda la masa del líquido. Para una presión determinada cada líquido tiene una temperatura de ebullición propia |
Las leyes de la ebullición son:
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Durante la ebullición, la temperatura permanece constante, y se absorbe energía
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Para un presión dada, cada líquido hierve a una temperatura: la temperatura de ebullición, que aumenta o disminuye al aumentar o disminuir la presión ejercida sobre la superficie del líquido.
Temperaturas de fusión y ebullición
Las temperaturas de fusión y ebullición son propiedades específicas de las sustancias que permiten reconocerlas y dependen de la presión.
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La temperatura de fusión (Tf) es la temperatura a la que una sustancia funde, a presión atmosférica. Coincide con la temperatura de solidificación. La temperatura de ebullición (Te) es la temperatura a la que una sustancia hierve, a presión atmosférica. Coincide con la temperatura de condensación. |
TEMPERATURAS DE CAMBIO DE ESTADO
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Sustancia |
Tf |
Te |
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Oxígeno |
-219 |
-183 |
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Amoníaco |
-78 |
-34 |
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Sal común |
801 |
1413 |
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Mercurio |
-39 |
357 |
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Wolframio |
3387 |
5527 |
La gráfica muestra cómo evoluciona una cierta cantidad de hielo a lo largo del tiempo conforme vamos aumentando la temperatura. Primero tenemos hielo a -20 ºC, suministramos calor y la temperatura aumenta hasta 0 ºC, a esta temperatura aún tenemos hielo, suministrando más calor la temperatura no varía pero el hielo se derrite y se convierte en agua, más tarde al calentar el agua se calienta hasta los 100 ºC, a esta temperatura todo el calor se utiliza en convertir el agua en vapor y de este modo obtenemos calor que sigue calentándose conforme sigamos suministrando energía.
Calor latente de cambio de estado
Mientras duran los cambios de estado de una sustancia pura la temperatura permanece constante. La energía absorbida o desprendida durante el proceso se denomina calor latente de cambio de estado. En el caso del agua:
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El calor latente de fusión es la energía que hay que dar a 1 gr de hielo a 0 ºc par convertirlo en agua, también a 0 ºC. Su valor es 334,4 J. Qf=m·Lf (Qf= calor de fusión, m=masa, Lf=calor latente de fusión)
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El calor latente de vaporización es la energía que hay que dar a 1 gr de agua a 100 ºC para convertirlo en vapor, también a 100 ºC. Su valor es 2257 J. Qv=m·Lv (Qv=calor de vaporización, m=masa, Lv=calor latente de vaporización)
Cada sustancia tiene sus propios calores latentes de fusión y ebullición.
El calor latente de vaporización se pone de manifiesto en muchas situaciones cotidianas. por ejemplo, cuando se riega el suelo, el agua, al evaporarse, absorbe energía y el ambiente se refresca.