Calor latente de fusão, vaporização, solidificação e condensação

O calor latente é aquele que não "sente", porque representa a energia térmica que é liberada ou absorvida durante uma mudança de fase, sem aumentar ou diminuir a temperatura do sistema termodinâmico. Existem vários tipos de calor latente, que são regidos pelas mudanças de fase de uma substância.

Os tipos de calor latente são o calor latente de fusão, vaporização, solidificação e condensação. Em outras palavras, esses valores são as unidades de calor por massa necessárias para alcançar a mudança de fase. No campo da termodinâmica, o estudo da transferência de calor e efeitos térmicos é comum.

Esses efeitos estão envolvidos em qualquer processo, mesmo naqueles que ocorrem em uma temperatura constante. Os dois tipos de calor que podem ser transferidos para um corpo ou substância e para o ambiente circundante durante um processo são então observados, que são governados pelas propriedades individuais da substância envolvida: o calor sensato e o calor latente.

O calor sensível se refere ao calor que é "sentir "ou medido no processo através de mudanças na temperatura corporal. Em contraste, o calor latente refere-se ao momento em que a energia é absorvida ou liberada sem gerar mudanças na temperatura.

Índice

• 1 calor latente de fusão
• 2 calor latente de vaporização
• 3 calor latente de solidificação
• 4 calor latente de condensação
• 5 referências

Calor latente de fusão

A fusão é um processo físico que é representado como a transição de fase de uma substância de sólido para líquido. Portanto, o calor latente de fusão de uma substância, ou entalpia de fusão, é a mudança de entalpia que resulta da absorção de energia e que leva a substância em questão a passar da fase sólida para a fase líquida a pressão constante.

A temperatura na qual essa transição ocorre é chamada de temperatura de fusão, e a pressão é assumida como 1 atm ou 101 325 kPa, dependendo do sistema trabalhado.

Graças à diferença nas forças intermoleculares, as moléculas em uma fase líquida têm uma energia interna maior do que um sólido, então os sólidos requerem uma energia positiva (absorvem calor) para derreter e atingir o líquido, enquanto os líquidos devem liberar calor para congelar (solidificar).

Esta mudança de entalpia pode ser aplicada a qualquer quantidade de substância que atinja o colapso, por menor que seja, e é um valor constante (a mesma quantidade de energia) que é expresso em unidades de kJ / kg quando se deseja referir a unidades de massa.

É sempre uma quantidade positiva, exceto no caso do hélio, o que significa que o hélio congela com a absorção do calor. O valor de fusão de calor latente para a água é 333,55 kJ / Kg.

Calor latente de vaporização

Também chamado de entalpia de vaporização, é a quantidade de energia que deve ser adicionada a uma substância em fase líquida para que ela faça uma transição para a fase gasosa. Esse valor é uma função da pressão na qual a transformação ocorre.

Geralmente está associado ao ponto de ebulição normal de uma substância, isto é, ao ponto de ebulição que ela tem quando a pressão de vapor do líquido é igual à pressão atmosférica no nível do mar (1 atm).

O calor de vaporização é dependente da temperatura, embora se possa presumir que permanece constante a baixas temperaturas e a temperaturas muito inferiores a um.

Além disso, é importante notar que o calor de vaporização está diminuindo em altas temperaturas, até atingir a chamada temperatura crítica da substância, onde elas são equacionadas. Além da temperatura crítica, as fases de vapor e líquido se tornam indistinguíveis, e a substância passa a um estado de fluido supercrítico.

Matematicamente, é expresso como o aumento da energia da fase de vapor em comparação com a energia na fase líquida, mais o trabalho que deve ser aplicado contra a pressão atmosférica.

O primeiro termo (aumento de energia) será a energia que será necessária para superar as interações intermoleculares que existem no líquido, onde aquelas substâncias com maiores forças entre ligações (água, por exemplo) terão maiores calor latente de vaporização (2257 kJ / Kg). ) do que aqueles com pouca força entre seus elos (21 kJ / Kg).

Calor latente de solidificação

O calor latente de solidificação é o calor envolvido na mudança de fase de uma substância de líquido para sólido. Como mencionado acima, as moléculas de uma substância na fase líquida têm maior energia interna que as sólidas, então na solidificação a energia é liberada ao invés de absorvê-la, como na fusão.

Então, em um sistema termodinâmico, pode-se dizer que o calor latente de solidificação é o oposto do da fusão, uma vez que a energia envolvida é liberada para o exterior quando ocorre a mudança de fase.

Ou seja, se o valor de calor latente da água derretida for 333,55 kJ / Kg, então o valor de calor latente de solidificação ou congelamento da água será de -333,55 kJ / Kg.

Calor latente de condensação

O calor latente de condensação é aquele que ocorre quando há uma mudança de fase de uma substância gasosa para um líquido, como no caso do vapor de água.

Em relação à energia de cada molécula, em gases isso é ainda maior do que em líquidos, portanto há também uma liberação de energia quando se passa da primeira fase para a segunda.

Novamente, pode-se dizer que o valor do calor latente de condensação será o mesmo que o da vaporização, mas com um valor negativo. Então, um valor de calor latente de condensação para a água será igual a -2257 kJ / Kg.

Em temperaturas mais altas, o calor da condensação diminuirá, enquanto o ponto de ebulição aumentará.

Referências

1. Calor latente. (s.f.) Obtido em en.wikipedia.org
2. Smith, J. M., Van Ness, H.C. & Abbott, M.M. (2007). Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. México: McGraw-Hill.
3. Levine, I. (2002). Química Física Madri: McGraw-Hill.
4. Potência, N. (s.f.). Energia nuclear. Retirado de nuclear-power.net
5. Elert, G. (s.f.). O livro de hipertexto de física. Obtido em physics.info