Căldura latentă este unul care „simte“ deoarece reprezintă energia termică este eliberată sau absorbită în timpul unei schimbări de fază, fără creșterea sau descreșterea temperaturii sistemului termodinamic. Există mai multe tipuri de căldură latentă, care sunt guvernate de modificările de fază ale unei substanțe.

Tipurile de căldură latentă sunt căldura latentă de fuziune, vaporizare, solidificare și condensare. Cu alte cuvinte, aceste valori sunt unitățile de căldură pe masă care sunt necesare pentru a realiza schimbarea de fază. În domeniul termodinamicii, studiul transferului de căldură și al efectelor termice este comun.

Calor latente de vaporización

También llamada entalpía de vaporización, es la cantidad de energía que debe agregarse a una sustancia en fase líquida para que esta realice una transición a la fase gaseosa. Este valor es en función de la presión a la cual ocurre la transformación.

Suele ser asociada con el punto de ebullición normal de una sustancia, es decir, el punto de ebullición que posee cuando la presión de vapor del líquido es igual a la presión atmosférica al nivel del mar (1 atm).

El calor de vaporización es dependiente de la temperatura, aunque se puede asumir que se mantiene constante a rangos de temperaturas pequeñas y en temperaturas mucho menores a uno.

Además, es importante denotar que el calor de vaporización va disminuyendo a altas temperaturas, hasta llegar a la llamada temperatura crítica de la sustancia, donde se equiparan. Más allá de la temperatura crítica, las fases de vapor y líquido se vuelven indiferenciables, y la sustancia pasa a estar en un estado de fluido supercrítico.

Matemáticamente, se expresa como el incremento de energía de la fase de vapor comparada con la energía en fase líquida, más el trabajo que debe aplicarse en contra de la presión atmosférica.

El primer término (incremento de energía) será la energía que se requerirá para vencer las interacciones intermoleculares que existen en el líquido, donde aquellas sustancias con mayores fuerzas entre enlaces (agua, por ejemplo) tendrán mayores calores latentes de vaporización (2257 kJ/Kg) que aquellas con poca fuerza entre sus enlaces (21 kJ/Kg).

Calor latente de solidificación

El calor latente de solidificación es el calor involucrado en el cambio de fase de una sustancia de líquido a sólido. Como se dijo anteriormente, las moléculas de una sustancia en fase líquida poseen mayor energía interna que las sólidas, por lo que en la solidificación se libera la energía en vez de absorberla, como en la fusión.

Entonces, en un sistema termodinámico se puede decir que el calor latente de solidificación es el opuesto al de la fusión, ya que la energía involucrada es liberada hacia el exterior al ocurrir el cambio de fase.

Es decir, que si el valor de calor latente de fusión del agua es de 333,55 kJ/Kg, entonces el valor de calor latente de solidificación o congelación del agua será de -333,55 kJ/Kg.

Calor latente de condensación

El calor latente de condensación es aquel que se presenta cuando existe el cambio de fase de una sustancia de gaseoso a líquido, como en el caso del vapor de agua.

Respecto a la energía de cada molécula, en los gases esta es aún mayor que en los líquidos, por lo que también ocurre una liberación de energía cuando se pasa de la primera fase a la segunda.

De nuevo, puede decirse que el valor del calor latente de condensación será el mismo que el de vaporización pero con un valor negativo. Entonces, un valor de calor latente de condensación para el agua será igual a -2257 kJ/Kg.

A mayor temperatura, disminuirá el calor de condensación, mientras que el punto de ebullición incrementará.

Referencias

1. Latent heat. (s.f.). Obtenido de en.wikipedia.org
2. Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2007). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Mexico: McGraw-Hill.
3. Levine, I. (2002). Physical Chemistry. Madrid: McGraw-Hill.
4. Power, N. (s.f.). Nuclear Power. Obtenido de nuclear-power.net
5. Elert, G. (s.f.). The Physics Hypertextbook. Obtenido de physics.info