Calor sensible frente a calor latente

Publicado el 2 octubre, 2021

Propiedades del calor

Probablemente hayas escuchado la expresión de que “una olla vigilada nunca hierve”.

Bueno, ¿hierve una olla vigilada? ¡Bueno, sí! Es una ley científica que el agua, cuando se expone a suficiente energía térmica, hierve, ¡sin importar quién la esté observando!

¡El calor es energía ! La Primera Ley de la Termodinámica se llama Ley de Conservación de Energía y establece: La energía no se puede crear ni destruir. La energía solo se puede cambiar de una forma a otra.

El calor es una forma de energía que hace que las moléculas y los átomos de una sustancia se muevan o vibren cada vez más rápidamente. La cantidad de calor presente se muestra mediante cambios de temperatura y cambios en el estado de los átomos. Probablemente hayas hervido agua para cocinar arroz o para hacer té. Cuando haya visto la olla o el hervidor, probablemente haya notado que se necesita bastante tiempo para que el agua hierva. Hay burbujas que aparecen a los lados del recipiente y lo que está viendo es que estas moléculas se mueven cada vez más rápido, hasta que el agua hierve por completo. En este ejemplo, usted está viendo tanto calor sensible y calor latente cambios!

Calor latente y sensible

¿Cuál es la diferencia entre calor latente y sensible? Existe una forma sencilla de recordar la diferencia entre calor sensible y latente. El calor sensible es el calor que se puede sentir y medir con un termómetro. “Latente” significa literalmente “oculto”. Cuando una sustancia cambia de fase, no hay cambio de temperatura. Solo hay un cambio de fase . De ahí la energía oculta del calor latente.

Un ejemplo

En el ejemplo de agua hirviendo, digamos que colocamos una olla con agua a temperatura ambiente (aproximadamente 25 grados C) en la estufa y la colocamos en la posición más alta, ya que queremos calentar el agua lo más rápido posible. Si colocara un termómetro en el agua, mostraría una temperatura de 25 grados C y observaría un rápido aumento en el calor sensible o la temperatura. Si recuerda que el punto de ebullición del agua es de 100 grados Celsius, entonces sabrá que la temperatura o calor “sensible” debe aumentar a 100 grados Celsius para que hierva.


El agua hierve en una olla

Aquí es donde entra el dicho de que ‘una olla vigilada nunca hierve’. Esta expresión se refiere al cambio de fase o al calor latente que provoca el cambio de fase. Verá un rápido aumento de temperatura de 25 grados Celsius a 100 grados Celsius y luego, el aumento de temperatura se detendrá. Para que el agua hierva y cambie de forma líquida a vapor, los enlaces moleculares en el agua deben separarse y esto requiere una gran cantidad de energía. No habrá cambios de temperatura durante un cambio de fase .


Una molécula de agua consta de dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno.
Fórmula química H2O
nulo

Recuerde que el agua está formada por dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno . Cuando el agua pasa de ser un líquido a un gas (o vapor), los enlaces entre las moléculas deben debilitarse. La molécula de agua permanece intacta, pero las moléculas tienen menos cohesión entre sí en forma gaseosa que en forma líquida. Cuando las moléculas de agua se convierten en vapor, estas fuerzas se aflojan y las moléculas de agua flotan en el espacio más alejadas de lo que se ve en la fase líquida de agua.


Observe que la distancia entre las moléculas de agua aumenta a medida que ocurren los cambios de fase.
Los enlaces de la molécula de agua permanecen intactos mientras que la cohesión o las fuerzas que unen las moléculas de agua disminuyen.
nulo

Ejemplo de congelación

Aquí hay un aspecto más interesante del calor latente, el calor sensible y los cambios de fase. ¿Alguna vez ha intentado enfriar una lata de refresco rápidamente en el congelador y la ha dejado allí demasiado tiempo? ¿Lo que sucede? Si tiene suerte, obtendrá una lata muy deformada llena de refresco congelado. Si no tiene tanta suerte, obtendrá un congelador lleno de refresco congelado porque la lata se rompió. ¿Por qué es esto? Cuando el agua cambia de forma líquida a sólida , se expande a una forma cristalina, comúnmente conocida como hielo. Por lo tanto, el líquidoen la lata buscará expandirse más allá de los confines de la lata, lo que resultará en una lata de refresco rota o deformada. Si sabe que la lata comenzará a expandirse a 0 grados Celsius, porque esa es la temperatura a la que el agua se congela , es posible que desee intentar sacar el refresco del congelador antes de su cambio de fase . ¡Ese sería el mejor curso de acción para producir una lata de refresco súper fría sin todo el lío!

Resumen de la lección

En resumen, el calor sensible es la energía térmica que puede medirse con un termómetro y también detectarse. Imagina que colocas tu mano cerca de un quemador en una estufa. ¿Se siente o percibe el calor procedente del quemador? Si es sabio, es posible que no desee acercar demasiado la mano al quemador. Cuando piense en calor sensible, piense en el calor que puede sentir aumentando.

Por otro lado, sabe que pasa algún tiempo después de que el agua alcanza los 100 grados Celsius (el punto de ebullición) antes de que aparezca el cambio de fase y el agua líquida se convierta en fase gaseosa (vapor). Se necesita una cantidad sustancial de energía térmica para lograr este cambio de fase en particular. Este calor latente es un tipo de calor oculto que empuja las moléculas de agua del líquido al vapor. Sin embargo, es importante recordar que los cambios de fase pueden ocurrir entre cualquiera de las fases, ya sea sólida (hielo), líquida (agua) o gaseosa (vapor). Por ejemplo, los cambios de fase pueden ocurrir de líquido a gas o de gas a líquido o de líquido a sólido. La temperatura permanece constante mientras las sustancias experimentan cambios de fase.

Una nota final sobre los cambios de fase a considerar es que la energía requerida entre ciertas fases será diferente dependiendo de la fase. Cambiar de sólido a líquido requiere mucha menos energía que cambiar de sólido a gas, ¡pero esa es una historia para otra lección! Podemos ver muchos ejemplos de ambos tipos de energía térmica en nuestro entorno cotidiano, por lo que comprender estos cambios y la diferencia entre ellos es importante para comprender el mundo que nos rodea.

Articulos relacionados