Comportamiento Térmico de las Sustancias y Cambios de Fase

Comportamiento Térmico de las Sustancias y Cambios de Fase

El calor, una forma de energía, al ser transferido a una sustancia, provoca un aumento en la agitación térmica de sus moléculas, lo que se manifiesta como un incremento en la temperatura. La magnitud de este incremento depende del calor específico de la sustancia, que es una propiedad que indica la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa en un grado Celsius. Sin embargo, durante los cambios de fase, como la fusión de un sólido o la ebullición de un líquido, la temperatura de la sustancia permanece constante a pesar de la continua absorción de calor. Esto ocurre porque la energía absorbida se utiliza en el proceso de cambio de fase, rompiendo o formando enlaces intermoleculares, en lugar de incrementar la energía cinética de las partículas.

Energía y Cambios de Estado: Fusión y Vaporización

Al calentar un sólido, sus partículas ganan energía cinética hasta que alcanzan la energía necesaria para superar las fuerzas intermoleculares que mantienen su estructura cristalina, dando lugar al proceso de fusión. Durante este cambio de estado, la temperatura de la sustancia se mantiene constante, y la energía suministrada se invierte en vencer las fuerzas de atracción entre las partículas. El calor latente de fusión es la cantidad de energía requerida para fundir una unidad de masa de una sustancia sin cambiar su temperatura. Por ejemplo, para el agua, se necesitan aproximadamente 334 kJ para convertir 1 kg de hielo en agua a 0°C. De manera similar, la vaporización es el cambio de estado de líquido a gas, y el calor latente de vaporización es la energía necesaria para llevar a cabo esta transformación. Para el agua, se requieren alrededor de 2,260 kJ para convertir 1 kg de agua en vapor a 100°C.