Calor latente
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El calor latente es la cantidad de calor necesaria para que un material cambie de fase, es decir, pase de estado sólido a líquido, de líquido a gas o de sólido a gas. Se determina llevando a cabo el cambio de fase y midiendo tanto la energía requerida como la cantidad de material que experimenta dicho cambio.
En términos microscópicos, el calor latente corresponde a la energía necesaria para liberar una partícula (átomo o molécula) de un cristal, permitiendo que pase a formar parte de la fase líquida o gaseosa. De manera similar, en el caso de un líquido, es el calor necesario para que una partícula logre escapar de su superficie y se convierta en vapor.
ID:(661, 0)
Calor latente
Imagen
El principio de la medición del calor latente implica llevar a cabo el cambio de fase y medir la energía requerida, como se ilustra en la siguiente imagen:
De esta manera, es posible estimar la energía necesaria para evaporar una cantidad determinada de masa, lo que se traduce en la medición del calor latente, expresado en J/kg o J/mol.
ID:(13543, 0)
Medición de calor de evaporación
Imagen
La medición del calor de evaporación se realiza calentando una muestra, lo que provoca su evaporación, mientras se registra la cantidad de calor suministrada a la muestra. Luego, se enfría el vapor generado y se lo hace condensar, midiendo la masa originalmente evaporada.
De esta manera, podemos calcular la energía necesaria para evaporar una masa determinada, lo que se expresa como calor latente ($L$) y se mide en julios por kilogramo (J/kg) o julios por mol (J/mol).
ID:(1662, 0)
Medición de calor de fusión
Imagen
La medición del calor de evaporación se lleva a cabo calentando una muestra, lo que la hace evaporarse, mientras al mismo tiempo se mide el calor suministrado a la muestra. Luego, el vapor se enfría y se condensa, y se mide la masa que originalmente se evaporó.
Este proceso permite estimar la energía necesaria para evaporar una cantidad dada de masa, lo que corresponde al calor latente medido en J/kg o J/mol.
ID:(13541, 0)
Modelo
Top
Parámetros
Variables
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Ecuaciones
$ \Delta Q = L \Delta m$
DQ = L * Dm
$ \Delta Q = T dS $
dQ = T * dS
$ l_m \equiv\displaystyle\frac{ L }{ M_m }$
l_m = L / M_m
$ m \equiv \displaystyle\frac{ \Delta m }{ N }$
m = M / N
$ m =\displaystyle\frac{ M_m }{ N_A }$
m = M_m / N_A
$ n = \displaystyle\frac{ \Delta m }{ M_m }$
n = M / M_m
$ n \equiv\displaystyle\frac{ N }{ N_A }$
n = N / N_A
ID:(15346, 0)
Calor latente específico
Ecuación
La masa evaporada ($\Delta m$) se define utilizando el calor latente ($L$) y el calor de cambio de fase ($\Delta Q$) de la siguiente manera:
$ \Delta Q = L \Delta m$ |
ID:(3200, 0)
Segunda ley de la termodinámica
Ecuación
El diferencial inexacto del calor ($\delta Q$) es igual a la temperatura absoluta ($T$) por la variación de la entropía ($dS$):
$ \Delta Q = T dS $ |
$ \delta Q = T dS $ |
ID:(9639, 0)
Conversión calor latente molar
Ecuación
En muchas ocasiones, no se dispone del calor latente molar, sino del calor latente que se expresa, por ejemplo, en Joules por kilogramo (J/kg). Dado que la ecuación de presión de vapor trabaja con el calor latente molar, es necesario convertir el calor latente en calor latente molar. Como este último se refiere a la cantidad por mol, simplemente dividimos el calor latente ($L$) por la masa molar ($M_m$) para obtener el calor latente molar ($l_m$):
$ l_m \equiv\displaystyle\frac{ L }{ M_m }$ |
En el caso del agua, el calor latente de evaporación es del orden de $L\sim 2.256\times 10^6 J/kg$, mientras que la masa molar es $M_m\sim 18 g/cm^3 = 0.018 kg/m^3$. De esta manera, obtenemos un calor latente molar de $L_m\sim 40600 J/mol = 40.6 kJ/mol$.
ID:(9273, 0)
Masa de la partícula
Ecuación
Si divide la masa ($M$) por el número de partículas ($N$) se obtiene la masa de la partícula ($m$):
$ m \equiv \displaystyle\frac{ \Delta m }{ N }$ |
$ m \equiv \displaystyle\frac{ M }{ N }$ |
ID:(12829, 0)
Masa de la partícula y masa molar
Ecuación
La masa de la partícula ($m$) puede estimarse a partir de la masa molar ($M_m$) y el número de Avogadro ($N_A$) mediante
$ m =\displaystyle\frac{ M_m }{ N_A }$ |
ID:(4389, 0)
Número de moles
Ecuación
El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):
$ n \equiv\displaystyle\frac{ N }{ N_A }$ |
ID:(3748, 0)
Número de moles con masa molar
Ecuación
El número de moles ($n$) se determina dividiendo la masa ($M$) de una sustancia por su la masa molar ($M_m$), que corresponde al peso de un mol de la sustancia.
Por lo tanto, se puede establecer la siguiente relación:
$ n = \displaystyle\frac{ \Delta m }{ M_m }$ |
$ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$ |
El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):
$ n \equiv\displaystyle\frac{ N }{ N_A }$ |
Si multiplicamos el numerador y el denominador por la masa de la partícula ($m$), obtenemos:
$n=\displaystyle\frac{N}{N_A}=\displaystyle\frac{Nm}{N_Am}=\displaystyle\frac{M}{M_m}$
Así que es:
$ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$ |
La masa molar se expresa en gramos por mol (g/mol).
ID:(4854, 0)