¿Qué es el calor latente de fusión?

 

Diariamente, solemos usar expresiones como “el agua está caliente”, “el agua ya hirvió” o “el agua se evaporó”. Sin embargo, no son frases que deberían usarse a la ligera, ya que cada una de ellas posee una connotación propia, asociada a los cambios de estado experimentados por los distintos cuerpos o sustancias.

 

Son muchas las sustancias que, tras estar expuestas al calor experimentan cambios de estado, es decir, el conocido paso de sólido a líquido. Un buen ejemplo de ello, sería introducir un trozo de hielo en una olla y, a su vez, colocarla sobre la hornilla encendida. Enseguida, se podrá apreciar como el hielo comienza a derretirse poco a poco, debido a que ha alcanzado el punto de fusión del agua o los 0 °C.

Se trata de un cambio ocurrido por el incremento de la temperatura sobre el objeto sólido. Claro está, no todos los elementos se funden al mismo nivel de calor específico del hielo. En el caso del hierro, tenemos que posee un punto de fusión a 1535 °C, mientras que el aluminio debe alcanzar 660 °C y la sal 801 °C.

Ahora bien, si el líquido fundido continúa expuesto al calor, la temperatura se elevará hasta alcanzar su punto de ebullición máximo (100 °C). En este momento, el agua habrá hervido y, por ende, comenzará el cambio de estado líquido a gaseoso, en el que la sustancia se vuelve vapor y se integra a la atmósfera.

Cada uno de estos cambios de sólido a líquido, y de líquido a gaseoso, requieren una cantidad de energía específica para lograr su transformación, lo que se conoce como calor latente. 

Además, entre estos fenómenos está el de la entalpia de vaporización del agua, en la que el líquido pasa a gaseoso, debido a que dicho cuerpo líquido conserva la misma presión que el vapor, tras ser sometido a una cantidad de energía.

Conoce los tipos de calor

Antes de conocer los tipos, resulta adecuado precisar el concepto de calor. Se trata de un proceso experimentado entre dos cuerpos con diferente temperatura, es decir, la transferencia de energía de un cuerpo con una mayor temperatura a otro con una temperatura inferior. 

Dicha energía es de tipo térmica, ya que se trata de la energía total acumulada en las moléculas de un cuerpo con alta temperatura. Además, es importante tener en consideración que, por tratarse de la transferencia de energía, su medición puede hacerse en las unidades del calor tradicionales: joules, calorías y kilocalorías.

Con respecto a la clasificación del calor, podemos decir que existen varios tipos, determinados de acuerdo a la temperatura y el estado sólido o líquido del cuerpo determinado. Seguidamente, los explicamos detalladamente.

Calor fusión: es el momento en que un cuerpo sólido cambia su estado a líquido.

Calor de vaporización: es el cambio de estado líquido a gaseoso.

Calor latente: Es aquella energía necesaria para que un cuerpo pase de un estado a otro. Se trata de un tipo de calor encargado de que se realice dicha transición de sólido a líquido o de líquido a gaseoso. Sin embargo, dicho calor cumple únicamente la función del cambio de fase, pero no es capaz de aumentar la temperatura del cuerpo.

Calor sensible: Es aquel capaz de generar una alteración en la temperatura del cuerpo sin modificar la composición de su estructura molecular, es decir, que aunque este tipo de calor brinda energía calórica, no genera un cambio de fase en el estado del cuerpo. De hecho, al hablar de calor sensible y latente, esta es la diferencia principal.

Calor específico: Su finalidad es incrementar la temperatura del cuerpo tan sólo en un grado. Este calor es aplicable a la masa de un compuesto plástico, metálico y de madera. De igual manera, es posible calcular el calor específico del hielo, el calor específico del agua, entre otros elementos.

Para contextualizar un poco más sobre los tipos de calor, seguiremos con el ejemplo inicial. Al exponer los cubos de hielo (estado sólido) al calor, la temperatura de dicho cuerpo se elevará hasta que se derrita (estado líquido). Este cambio de estado sería el punto de fusión, producido por el calor latente de fusión del agua, que es la temperatura constante de 0 ºC, durante el proceso de transición. Por el contrario, si el hielo se descongela a temperatura ambiente sin que intervenga una fuente de calor, estaríamos en presencia de la temperatura de fusión.

Continuando con el agua en punto de fusión, si esta sigue estando expuesta al calor, la temperatura se elevará hasta alcanzar un máximo de 100 ºC y llegará a su punto de ebullición. Dicha temperatura se mantendrá una vez más estable, gracias al calor latente de vaporización. No obstante, pasada la ebullición, se dará inicio a una segunda fase o evaporación, en la que el agua cambia a estado gaseoso, mientras se mantiene el calor latente de vaporización del agua.

Por otra parte, para explicar el calor sensible, podemos imaginar que colocamos al calor cualquier tipo de elemento en estado líquido, pero únicamente dejamos que se caliente un poco, sin que su estructura sea alterada, es decir, no pasa a estado gaseoso.

Cada tipo de calor tiene unas variantes diferentes, que hacen que su función sea única al estar en contacto con un cuerpo sólido o líquido. De hecho, los científicos concluyen que los calores latentes siguen parámetros particulares para cada una de las sustancias, por lo que el valor se asocia con la presión evidenciada durante la transición de estado.

Recordemos siempre que cada cuerpo, sustancia o elemento posee una estructura con una composición molecular distintiva y, por ello, no puede reaccionar de la misma forma con respecto a la acción del calor fusión, calor vaporización y calor latente.

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