Marco teórico de calorimetría

1. I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”
**** BARRANCA ****
E
LAS PALMAS
NUEVA ESPERANZA
BARRANCA
 ¿Qué ocurre cuando ponemos en contacto
a dos cuerpos que se encuentran a
diferentes temperaturas?
A B
U
= Q
T0A= 80°C T0B = 20°C
TEMA 6: CALORIMETRÍA
A B
TFA =TFB
En forma espontánea existe una transferencia
de energía interna del cuerpo de mayor
temperatura hacia el de menor temperatura
(U), a esta transferencia Calor (Q).
 ¿Cuándo cesa esta transferencia de energía
interna?
Cuando ambos tienen la misma
temperatura, denominada temperatura de
equilibrio térmico (TE), TFA = TFB = TE
DIAGRAMA LINEAL
Qganado Qperdido
Por conservación de la energía
 ¿Qué efectos ocasiona el calor?
1. CAMBIO DE TEMPERATURA
 Calor Sensible (Qs). Es la cantidad de
calor que se requiere para que una
sustancia solamente cambie de
temperatura.
2. CAMBIO DE FASE.-Las moléculas
cuando están en una fase mantienen su
identidad, solo cambia el carácter de las
interacciones, tratando de enlazar a las
moléculas; mientras que debido al
movimiento térmico las moléculas tienden a
separarse por tal motivo el resultado define a
la fase de una sustancia.
Las sustancias en la naturaleza se presentan
en tres fases bien definidas:
 Sólido (EK << EP)
 Líquido (EK  EP)
 Gas (EK >> EP)
 ¿Qué es el cambio de fase?
Es el reordenamiento molecular que
experimenta una sustancia debido a la
variación de su energía interna,
manteniéndose constantes la presión y la
temperatura.
Ejm.: Consideremos a 1g de agua a
0°C (hielo)
La energía que se le transfiere en forma de
calor origina el rompimiento de los enlaces y
por lo tanto la energía intermolecular
disminuye bruscamente, es decir se origina un
reordenamiento de sus moléculas definiendo a
la nueva fase.
La experiencia demuestra que a condiciones
normales de presión 1g de hielo necesita para
fusionarse 80 calorías (80cal), a esta cantidad
de calor se le denomina calor latente de
fusión
En general:
 ¿Qué es el calor latente?
Es la cantidad de calor que 1g de una sustancia
necesita para cambiar de fase completamente
(fusión, ebullición).
Para el agua:
CL(Fusión o solidificación) = 80
cal
g
CL(Vaporización o Condensación) = 540
cal
g
 CALOR DE TRANSFORMACIÓN (QT)
Es el calor total que debe ganar o perder una
sustancia para lograr cambiar completamente
de fase
Qganado = Qperdido
T0
A
TE T0
B
QS = CE m.T
QT = mCL

2.  ¿Por qué la temperatura no cambia?
A medida que calentamos el movimiento de
vibración de las moléculas, crece, por lo que
aumenta la energía cinética media. Pero esto
(cuando llega a la temperatura de cambio de
fase) origina el rompimiento de enlaces y por
lo tanto la energía intermolecular disminuye
bruscamente, en consecuencia la temperatura
no se altera, observemos además que la
disposición de las moléculas en el cristal se
altera.
En el proceso de solidificación (por ejemplo)
el proceso es inverso, cuando la sustancia
pierde calor la energía cinética media
disminuye, por lo tanto permite que las
fuerzas electrostáticas puedan fijar las
moléculas que estén muy “lentas”
formándose de esta manera en forma
paulatina la estructura cristalina.
Análogamente la temperatura de
condensación y la temperatura de ebullición
son iguales. Ejemplos de temperatura de
fusión y ebullición.
 EBULLICIÓN.- Es un proceso violento que
se da en todas las partes del líquido y se da a
una temperatura específica.
Ejm.: TEBULLICIÓN = 100°C (para el agua)
 EVAPORACIÓN.- A cualquier temperatura,
existen partículas que tienen mayor velocidad
promedio que las otras, éstas son lo
suficientemente rápidas para llegar a la
superficie libre del liquido, y pueden
inclusive vencer la atracción de las moléculas
vecinas y abandonar el líquido. Las moléculas
que abandonan este último forman en la
superficie vapor.
 La velocidad de la evaporación depende
del género del líquido
 La evaporación es a cualquier
temperatura
 Cuanta más alta es la temperatura del
líquido tanto mayor será la rapidez del
líquido con que transcurre la evaporación
 Al desplazar con el viento o soplando las
moléculas sobre la superficial del líquido
transcurre más rápido la evaporación
 La velocidad de evaporación de un
líquido depende del área de la superficie
libre del líquido
 Cuando el líquido se evapora se enfría, es
decir su temperatura disminuye.