ni volumen propio, adoptan la forma del recipiente que los contiene y ocupan todo su volumen. Sus partículas tienen libertad de movimiento y están muy separadas debido a la fuerza de cohesión tan débil. Ejemplo: el vapor de agua.
Sabía que...
Se denominan vapores a aquellos gases que en condiciones normales de presión y temperatura, es decir, 1 atm y temperatura ambiente respectivamente, tienen como estado normal el estado líquido. Por ejemplo, el vapor de agua.
Si a un cuerpo en estado sólido se le aporta calor, aumentará su energía interna, logrando que sus moléculas puedan vencer determinadas fuerzas de cohesión, obteniéndose el estado líquido. Si se continúa aportando calor se llega a un punto en que la energía molecular es superior a las fuerzas de cohesión, rompiéndose totalmente estas y alcanzándose el estado gaseoso de la materia.
Por tanto, aportando calor a un cuerpo, este puede pasar de sólido a líquido y a gas, y de forma inversa, al enfriarlo se recorrerá el camino en sentido contrario. Estos son los cambios de estado más usuales, aunque se puede cambiar de estado de sólido a gas y de gas a sólido, aportando calor y enfriando respectivamente.
Importante
Se debe tener en cuenta que en estos cambios de fase no se producen transformaciones de estas sustancias en otras, son las mismas sustancias pero en otro estado.
Las diferentes transformaciones o cambios de fase en la materia son los que aparecen en la siguiente tabla.
| Fusión | Proceso físico por el que una sustancia en estado sólido pasa a estado líquido mediante aporte de calor. La temperatura a la que el sólido se funde se denomina punto de fusión y es un valor particular para cada sustancia. |
|---|---|
| Solidificación | Proceso físico por el que una sustancia en estado líquido pasa a estado sólido mediante un enfriamiento. |
| Vaporización | Proceso físico por el que una sustancia en estado líquido pasa a estado gaseoso. La temperatura a la que el líquido se vaporiza se denomina punto de ebullición y es un valor particular para cada sustancia y depende de la presión a la que se encuentre esta. |
| Condensación | Proceso físico por el que una sustancia en estado gaseoso pasa a estado líquido. |
| Sublimación | Proceso físico por el que una sustancia en estado sólido pasa a estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. |
| Cristalización | Proceso físico por el que una sustancia en estado gaseoso pasa a estado sólido, sin pasar por el estado líquido. |
Nota
Son procesos exotérmicos aquellos que desprenden energía o calor como la condensación, la solidificación o la cristalización. Son procesos endotérmicos aquellos que necesitan energía o calor para producirse como la fusión, la vaporización o la sublimación.
Propiedades térmicas de los productos (calor de fusión, calor de vaporización, calor específico)
Las propiedades térmicas que tiene cualquier sustancia son: calor de fusión, calor de vaporización y calor específico.
Calor de fusión y calor de vaporización
Como ya se sabe, una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando se calienta o se enfría, es decir, cuando absorbe o cede calor al ambiente que le rodea. A este calor se le denomina calor sensible.
Sin embargo, en el momento de cambio de fase, una sustancia absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor que es necesario aportar o quitar para que una sustancia cambie de estado se denomina calor de cambio de estado o calor latente de la sustancia, y depende del tipo de cambio de fase.
La suma del calor sensible y calor latente se llama calor total o entalpía.
Los valores de calor de cambio de estados se establecen en las unidades de medida de kilojulios por kilogramo (KJ×Kg-1) o kilocalorías por kilogramos (Kcal×Kg-1) en el S.I., o en BTU por libra en el S.A. (BTU×lb-1).
Ejemplo
Cuando se aplica calor (calor sensible) a un bloque de hielo a -25 ºC, va aumentando su temperatura hasta llegar a 0 ºC que es su temperatura de cambio de fase. A partir de entonces, aunque se le siga aplicando calor (calor de cambio de fase), la temperatura no cambia hasta que se haya fundido todo el hielo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo. Una vez fundido el hielo, el calor (calor sensible) aplicado volverá a subir la temperatura hasta llegar a 100 °C. En ese momento, si se aplica calor (calor de cambio de fase) se mantendrá la temperatura invariable hasta que se evapore toda el agua. A partir de ese momento, si se aplica calor (calor sensible) seguirá aumentando la temperatura del vapor de agua.
El calor de cambio de estado, si se utiliza para cambiar el estado de sólido a líquido, se denomina calor de fusión, y si es para cambiarlo de líquido a gaseoso, calor de vaporización. Al cambiar de estado gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía que el calor de vaporización y fusión respectivamente. En esos casos se denominan calor de condensación y de solidificación, pero no son tan conocidos como los anteriores.
Recuerde
Calor de fusión es el calor de cambio de estado para pasar del estado sólido al líquido.
Calor de vaporización es el calor de cambio de estado para pasar del estado líquido al gaseoso.
Calor específico
Como se sabe, cuando una cuchara metálica se deja en un plato de sopa caliente su temperatura sube rápidamente, lo que no ocurriría si la cuchara fuese de madera. Por tanto, no todas las sustancias aumentan su temperatura de igual manera cuando se les aporta la misma cantidad de calor.
Esto ha llevado a definir dos magnitudes, la capacidad calorífica y el calor específico.
Definición
Capacidad calorífica Es la cantidad de energía que hay que aportar a una sustancia para aumentar su temperatura en una unidad, es decir, en un grado.
La capacidad calorífica indica la mayor o menor dificultad que tiene toda la masa de una sustancia para experimentar cambios de temperatura cuando se le suministra calor. Depende no solo de la sustancia a la que se aporta
