Calor Latente

Se define como la cantidad de calor que necesita una sustancia para pasar del estado sólido a líquido o de líquido a gas sin cambio de temperatura. En el caso del agua, el calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido manteniendo la temperatura constante en el punto de fusión (273 k).

Calor latente de fusión del hielo a 0 °C, 80 cal/g

Calor latente de evaporación del agua a 100 °C, 540 cal/g

Determinación del calor latente de fusión del hielo.

Para determinar el calor latente de fusión del hielo, L, se utiliza el método de las mezclas que consiste en mezclar en un calorímetro cierta cantidad de hielo con otra cantidad de agua y medir la temperatura de equilibrio de la mezcla. De esta forma el calor ganado por el hielo será igual al calor perdido por el agua.

Determinación del equivalente en agua del calorímetro.

Es la masa de agua capaz de absorber la misma cantidad de calor que el calorímetro para una misma elevación de temperatura.

Para calcularlo, se vierte un volumen conocido de agua (M1) a una temperatura (Tc) superior a la temperatura ambiente. Por otro lado se enfría otra cantidad de agua (M2) hasta una temperatura (Tf) inferior a la temperatura ambiente y se añade al calorímetro. Se agita y se mide la temperatura (Te) del equilibrio de la mezcla.

El calor ganado por el agua fría es igual al calor perdido por el agua caliente y el calorímetro:

Donde C es el calor específico del agua (1 cal/g K) y M1 y M2 las masas de agua caliente y fría respectivamente. Estas masas se calcularán a partir de la densidad del agua correspondiente a cada temperatura. Finalmente, el equivalente en agua del calorímetro (K) será:

Para determinar el calor latente del hielo, se pesa el calorímetro con una cierta cantidad de agua (M) a una temperatura superior a la atmosférica (Tc). Se añaden, al calorímetro unos fragmentos de hielo muy picado y se agita hasta que se tenga una temperatura estacionaria (Te). Se pesa de nuevo el calorímetro para obtener la masa del hielo (m). En este caso: calor cedido por el agua y el calorímetro = calor absorbido por el hielo para pasar a líquido + calor absorbido para pasar de la temperatura de fusión (Tf) a Te.