Cambios de fase

Las transiciones de fase juegan un papel teórico y práctico importante en el estudio del flujo de calor. En la fusión o la fundición, un sólido se convierte en un líquido; el proceso opuesto es la congelación. En la evaporación, un líquido se convierte en un gas; el proceso opuesto es la condensación.

Una sustancia se derrite o se congela a una temperatura llamada punto de fusión y hierve o se condensa a su punto de ebullición. Estas temperaturas dependen de la presión. La presión alta favorece la forma más densa de la sustancia, por lo que normalmente, la presión alta aumenta el punto de fusión y el punto de ebullición, y la presión baja los disminuye.

Por ejemplo, el punto de ebullición del agua es de 100 °C a 1.00 atmósferas. A presiones más altas, el punto de ebullición es más alto, y a presiones más bajas, es más bajo. La principal excepción es la fusión y congelación del agua.

La energía involucrada en un cambio de fase depende del número de enlaces o pares de fuerzas y su fuerza. El número de enlaces es proporcional al número de moléculas y, por lo tanto, a la masa de la muestra. La energía por unidad de masa requerida para cambiar una sustancia de la fase sólida a la fase líquida, o liberada cuando la sustancia cambia de líquido a sólido, se conoce como calor de fusión. La energía por unidad de masa requerida para cambiar una sustancia de la fase líquida a la fase de vapor se conoce como calor de vaporización. Además, el calor latente de fusión y el calor latente de vaporización son constantes materiales que se pueden determinar experimentalmente. Estas constantes son "latentes", o ocultas, porque en los cambios de fase, la energía entra o sale de un sistema sin causar un cambio de temperatura en el sistema; por lo tanto, en efecto, la energía está oculta.