Curvas de Calefacción y Refrigeración: Definición, fases y ejemplos

¿Qué son las curvas de calefacción y refrigeración?

Las curvas de calentamiento son las correlaciones gráficas entre el calor agregado a una sustancia. Cuando se ve desde una perspectiva refrescante, es decir. pérdida de calor, es la curva de enfriamiento.

En esta lección, el agua se utilizará como ejemplo para nuestra discusión.

¿Qué es una curva de calentamiento? Las cinco fases

Una curva de calentamiento es la representación gráfica de la correlación entre el calor agregado a una sustancia y la temperatura de la sustancia. Como se ve en el gráfico adjunto, una curva de calentamiento se puede dividir en cinco fases.

Fase sólida

La fase sólida es la fase al inicio de la curva de calentamiento. Es cuando se añade calor al sólido de una sustancia lo que provoca un aumento de temperatura sin cambio de estado. Por tanto, en nuestro ejemplo, el hielo seguirá siendo hielo. A medida que se agrega calor, la temperatura aumentará constantemente hasta que la curva alcance la fase de fusión. En la fase sólida, la curva tiene una pendiente ascendente constante.

Derritiendo

La fase de fusión es la primera meseta que encuentra la curva. En esta fase, se agrega más calor a la sustancia pero no se produce un aumento de temperatura. Durante esta fase se produce un cambio de estado, de sólido a líquido. La temperatura a la que se produce la fase de fusión se denomina punto de fusión. En esta fase, la sustancia es una mezcla de su forma sólida y líquida. En este ejemplo, es una mezcla de hielo y agua líquida.

Fase líquida

Después de que todo el sólido de una sustancia cambia a su estado líquido, cuando se agrega calor, el líquido aumentará de temperatura sin cambiar de estado. Este aumento de temperatura se denomina fase líquida, durante la cual el líquido permanecerá líquido. En este ejemplo, el agua seguirá siendo agua a medida que aumente su temperatura hasta que alcance la vaporización. En esta fase, la curva tiene una pendiente ascendente constante, similar a la de la fase sólida.

Vaporización

La vaporización es la fase en la que el líquido sufre un cambio de estado, similar a la fusión. Es la segunda meseta de la curva. Durante esta fase, la adición de calor no provocará un aumento de temperatura, sino un cambio de estado de líquido a gas. La temperatura a la que la sustancia cambia de líquido a gas se llama punto de ebullición. Durante la vaporización, la sustancia es una mezcla de su estado líquido y gaseoso. En este ejemplo, es una mezcla de agua líquida y vapor de agua.

Fase gaseosa

Después de que todo el líquido de una sustancia cambió a su estado gaseoso, cuando se agrega calor, el gas aumentará de temperatura sin cambiar de estado. Este aumento de temperatura se llama fase gaseosa. En esta fase, el gas seguirá siendo un gas. En este ejemplo, el vapor de agua seguirá siendo vapor de agua a medida que su temperatura aumente hasta alcanzar la vaporización. En esta etapa, la curva tiene una pendiente ascendente constante, similar a la de la fase sólida y la fase líquida.

¿Qué es una curva de enfriamiento del agua? Las cinco fases

La curva de enfriamiento y la curva de calentamiento son esencialmente la misma curva pero vistas al revés. Al estudiar una curva de calentamiento, observamos cómo una sustancia cambia de sólido a líquido y, finalmente, a gas a medida que se le añade calor.

Al estudiar una curva de enfriamiento, observamos cómo una sustancia cambia de gas a líquido y, finalmente, a sólido a medida que se pierde calor. Por lo tanto, también hay cinco fases de una curva de enfriamiento. La fase sólida es la primera fase en un gráfico de calentamiento, para un gráfico de enfriamiento, la fase gaseosa será la primera fase.

Fase gaseosa

En la fase gaseosa, la pérdida de calor provocará una disminución de la temperatura sin cambio de estado. Por tanto, en nuestro ejemplo, el hielo seguirá siendo hielo en esta fase. A medida que se pierde calor, la temperatura disminuirá constantemente hasta que la curva alcance la fase de condensación. La curva es una pendiente constante hacia abajo.

Condensación

Esta es la fase en la que el gas sufre un cambio de estado. En el gráfico, es la primera meseta. Durante la condensación, la pérdida de calor no provocará una disminución de la temperatura, sino un cambio de estado. En esta fase es el cambio de gas a líquido. La temperatura a la que la sustancia cambia de gas a líquido se llama punto de condensación. Durante este período, la sustancia es una mezcla de su estado gaseoso y líquido. En este ejemplo, es una mezcla de agua líquida y vapor de agua.

Fase líquida

Esta fase comienza cuando todo el estado gaseoso de la sustancia se condensa en líquido y no queda nada de gas mientras aún se sigue perdiendo calor. En la fase líquida, la pérdida de calor provocará una disminución de la temperatura sin cambio de estado. Por tanto, en nuestro ejemplo, el agua seguirá siendo agua en esta fase. A medida que se pierde calor, la temperatura disminuirá constantemente hasta que la curva alcance la fase de congelación. La curva es una pendiente constante hacia abajo.

Congelación

Esta es la fase en la que el líquido sufre un cambio de estado. En el gráfico, es la segunda meseta. En esta fase, la pérdida de calor no provocará una disminución de la temperatura, sino un cambio de estado, el paso de líquido a sólido. La temperatura a la que la sustancia cambia de líquido a sólido se llama punto de congelación. En esta fase, la sustancia es una mezcla de sus estados líquido y sólido. En este ejemplo, es una mezcla de agua líquida y hielo.

Fase sólida

Esta fase comienza cuando todo el estado líquido de la sustancia se congela a sólido y no queda líquido mientras aún se pierde calor. En la fase sólida, la pérdida de calor provocará una disminución de la temperatura sin cambio de estado. Por tanto, en nuestro ejemplo, el hielo seguirá siendo hielo. A medida que se pierda más calor, la temperatura disminuirá constantemente. La curva es una pendiente constante hacia abajo.

Resumen de la lección

Una curva de calentamiento es una representación gráfica de la relación entre la temperatura y el calor de una sustancia. Se puede dividir en cinco etapas:

1. Fase sólida
2. Derritiendo
3. Fase líquida
4. Vaporización
5. Fase gaseosa

La temperatura a la que una sustancia sufre un cambio de estado estará representada por una meseta en el gráfico. La temperatura a la que se produce la fusión (de sólido a líquido) se llama punto de fusión. La temperatura a la que se produce la vaporización (de líquido a gas) se llama punto de ebullición.

Una curva de enfriamiento es lo opuesto a una curva de calefacción. Se puede dividir en cinco etapas:

1. Fase gaseosa
2. Condensación
3. Fase líquida
4. Congelación
5. Fase sólida

La temperatura a la que una sustancia sufre un cambio de estado estará representada por una meseta en el gráfico. La temperatura a la que se produce la condensación (de gas a líquido) se llama punto de condensación. La temperatura a la que se produce la liberación (de líquido a sólido) se llama punto de congelación.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador