Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un
estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando
hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se
evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se
modifican las condiciones en que se encuentran.
FUSIÓN
Es el paso de un sólido al
estado líquido por medio del calor; durante este proceso
endotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio) hay
un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de
fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde. Dichas moléculas
se moverán en una forma independiente, transformándose en un líquido. Un
ejemplo podría ser un hielo derritiéndose, pues pasa de estado sólido al
líquido.
SOLIDIFICACIÓN
Es el paso de un líquido a sólido por medio del
enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación"
o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y
permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se
realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.
CONDENSACIÓN
Se denomina condensación al cambio de estado de la materia
que se pasa de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la
vaporización.
SUBLIMACION
Es el proceso que consiste en el cambio de estado de la
materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Un ejemplo
clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.
SUBLIMACIÓN INVERSA
Es el paso directo del estado gaseoso al estado sólido.
EVAPORACIÓN
Es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual
de un estado liquido hacia un estado gaseoso, tras a ver adquirido suficiente
energía para vencer la tensión superficial.
EQUILIBRIO TÉRMICO
El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se igualan
las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en sus condiciones iniciales
presentaban diferentes temperaturas. Una vez que las temperaturas se equiparan
se suspende el flujo de calor, llegando ambos cuerpos al mencionado equilibrio
término.
La cantidad de calor (Q) que gana o pierde un cuerpo de masa
(m) se encuentra con la fórmula
´
´ Donde:
´ Q.
es la cantidad de calor (que se gana o se pierde), expresada en calorías.
´ M.
es la masa del cuerpo en estudio. Se expresa en gramos
´ C.
e es el calor específico del cuerpo. Su valor se encuentra en tablas conocidas.
Se expresa en cal / gr º C
´ Δt
es la variación de temperatura = T f − T 0 . Léase Temperatura final (T f )
menos Temperatura inicial (T 0 ) , y su fórmula el
PROBLEMAS
¿Cuál será la temperatura de una mezcla de 50 gramos de agua
a 20 grados Celsius y 50 gramos de agua a 40 grados Celsius?
Desarrollo:
Datos:
Capacidad calorífica específica del agua: 1 cal/grº C
El agua que está a 20º C ganará temperatura
El agua que está a 40º C perderá temperatura
Sabemos que para conseguir el equilibrio térmico (igualar
las temperaturas) la cantidad de calor ganada por un cuerpo debe ser igual a la
cantidad de calor perdida por el otro.
Entonces:
para los 50 gr de agua a 20º C tendremos Q 1 (cantidad de
calor ganada)
reemplazamos los
valores y queda
(cantidad de calor
ganada)
para los 50 gr de agua a
40º C tendremos Q 2 (cantidad de calor perdida)
Como Q 1 = Q 2 (calor ganado = calor perdido)
¿Cuál será la temperatura final de 50 gramos de agua a 20
grados Celsius cuando se sumergen en ella 110 gramos de clavos de acero a 40
grados Celsius?
´ Desarrollo:
Datos:
Capacidad calorífica específica del agua: 1 cal/grº C
Capacidad calorífica específica del acero: 0.12 cal/grº C
Los 50 gr de agua que están a 20º C ganarán temperatura
Los 110 gr de clavos que están a 40º C perderán temperatura
Sabemos que Q 1 = Q 2 (calor
ganado = calor perdido)
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