Calor latente – Termodinámica – Física

La cantidad de calor necesaria para provocar un cambio en el estado físico de un cuerpo a temperatura constante se llama calor latente. Cuando el cambio de estado físico es de fase sólida a líquida, y viceversa, se denomina calor latente de fusión. Cuando pasa de la fase líquida a la gaseosa, y viceversa, se denomina calor latente de vaporización.

Observamos que el calor latente de fusión y solidificación es el mismo en una sustancia, ya que es la misma cantidad de calor necesaria para fundir o solidificar. Del mismo modo, el calor latente de vaporización y licuefacción también es el mismo para una sustancia determinada.

Por tanto, sea un cuerpo de masa m el que reciba una cantidad de calor Q, de modo que haya un cambio en su estado físico, sin variación de temperatura. Se verificó experimentalmente que la cantidad de calor Q recibido es proporcional a la masa m del cuerpo, es decir,

L es el coeficiente de proporcionalidad, independiente de la masa y característica de cada sustancia, dado por cal / g. Este coeficiente L se llama calor latente.

Para el agua tenemos los siguientes valores de calor latente:

Las sustancias puras, en el proceso de cambiar su estado físico, obedecen las siguientes leyes determinadas experimentalmente:

• 1ra Ley: Si durante todo el cambio de estado la presión se mantiene constante, la temperatura también permanecerá constante;
• 2da Ley: Cada sustancia, a una presión determinada, tiene su temperatura (punto) de fusión o solidificación y su temperatura (punto) de ebullición o licuefacción;
• 3ª Ley: Al variar la presión, varían las temperaturas de ebullición y fusión.

La primera ley muestra que si hay un cambio de temperatura no puede haber un cambio de estado, ya que ambos no ocurren simultáneamente. La segunda ley establece que cada sustancia tiene su temperatura característica, y de un valor determinado, necesario para que el organismo inicie el proceso de cambio de fase. La tercera ley trata de la influencia de la presión sobre el valor determinado de temperatura, mencionado en la segunda ley, donde al variar la presión, también varía la temperatura de los puntos de fusión y ebullición de la sustancia.

En el gráfico siguiente se pueden observar los procesos de cambio de fase en los que la temperatura permanece constante (de B a C y de D a E).

Observando que Q₁ es el calor recibido por el aumento de temperatura de A a B (calor específico), Q_dos es el calor recibido por el cambio de estado de B a C (calor latente de fusión o solidificación), Q₃ es el calor para el aumento de temperatura de C a D (calor específico), Q₄ es el calor recibido por el cambio de estado de D a E (calor latente de ebullición o licuefacción) y Q₅ es el calor recibido por el aumento de temperatura de E a F (calor específico).