¿Cómo se transmite el calor?
 El calor puede transmitirse de tres formas:
CONDUCCION , CONVECCION Y RADIACION
 CONDUCCION: El calor se transmite mediante un
medio físico generalmente un sólido, puede darse
en líquidos. La conductividad térmica de los
cuerpos depende de la cohesión molecular, en
consecuencia es máxima en los sólidos, débiles en
los líquidos y es mínima en los gases. Ej.
Calentamiento de una cuchara en el café.
¿Cómo se transmite el calor?
 CONVECCION: La transmisión de calor en líquidos
y en gases, causada por el movimiento molecular en
forma de corrientes ascendente y descendentes se
denomina convección. Las sustancias con mayor
energía calórica tienen menor densidad por eso
ascienden y viceversa. Ej acondicionamiento de aire.
RADIACION: Cuando la energía radiante choca con
un cuerpo, no toda es absorbida, gran parte se
refleja y el resto se transmite a través del cuerpo.
Los cuerpos que absorben con facilidad irradian
también con facilidad.
Cambios de estado
La teoría cinética predice que la velocidad
de agitación molecular aumenta cuando sube la
temperatura y disminuye cuando ésta baja, lo
que causa variaciones de la energía cinética de
las moléculas. Como la Energía cinética de las
moléculas determina la velocidad con que estas
se mueven al azar, sus variaciones originan
modificaciones de las fuerzas con que las
moléculas se mantienen unidas, originando de
esta forma los estados de la materia
Cambios de estado
Ebullición
Fusión
Vaporización
SOLIDO
LIQUIDO
Solidificación
Licuación
(gases)
Sublimación
Evaporación
GASEOSO
Condensación
(vapores)
PROCESOS ASOCIADOS A LOS CAMBIOS DE ESTADO
Temperatura
PROCESOS
EXOTERMICOS
Se enfría el gas
Condensación
Se enfría el líquido
Congelamiento
Fusión
Se enfría el sólido
Se calienta el gas
Ebullición
Se calienta
el líquido
PROCESOS
ENDOTERMICOS
Se calienta el sólido
Se añade calor
FUSION



Es el proceso de transformación de la mayoría
de los sólidos en líquido, por absorción de
calor.
Para fundir un gramo de una sustancia en su
punto de fusión, se requiere una cantidad de
calor igual a su calor de fusión Cf. Para fundir
m gramos será necesaria una cantidad de
calor m veces mayor
Q = m • Cf
cf hielo= 334,9 J/g= 80 cal/g
Variación de volumen con la
fusión



Todos los sólidos dilatan al fundirse
Hielo,
hierro
y
bismuto,
son
excepciones, ya que al contraerse con
la fusión, el líquido resulta más denso
que su respectivo sólido.
Por ej. 1000 cm3 de hielo al fundirse,
dan solo 910 cm3
Variación del punto de fusión
con la presión


El punto de fusión de los sólidos que se
dilatan al fundirse se eleva cuando
aumenta la presión y baja cuando ésta
disminuye.
El punto de fusión de los sólidos que se
contraen al fundirse baja cuando
aumenta la presión y sube cuando ésta
disminuye.
FUSIÓN
Sustancia
Calor de fusión en
cal/g
Punto normal de
fusión en ºC
hielo
80
0
cobre
41
1080
Hierro
49
1200
Zinc
23
419
Plata
21
961

El calor de fusión del hielo es 80 cal/gr,
significa que para fundir un gramo de hielo,
en su punto normal de fusión, se requieren
80 calorías, o bien, que para fundir un
kilogramo, en iguales condiciones, se
necesitan 80 kilocalorías.
SOLIDIFICACION


La
solidificación
es
el
proceso
de
transformación de un líquido en sólido, por
desprendimiento de calor. Por cada gramo de
un líquido que se solidifica se desprende una
cantidad de calor igual a su calor de
solidificación cs
Q = m • cs
La fuerza de expansión que se desarrolla por
la solidificación del agua, puede ocasionar la
ruptura de las cañerías de distribución del
agua potable en el invierno.
Variación del volumen con la
solidificación

El volumen de los líquidos que se solidifican
experimenta el fenómeno contrario al del
volumen de los sólidos respectivos al fundirse,
todos se contraen al solidificarse con
excepción del agua, hierro y bismuto líquidos,
que se dilatan al transformarse en sólidos

Esto origina en el agua un fenómeno llamado
sobre-enfriamiento o sobre-fusión.
VAPORIZACION

Es el proceso de transformación de un
líquido en vapor, por absorción de calor.

Cuando este proceso se realiza
lentamente y sin turbulencia visible de la
masa del líquido se habla de
evaporación o vaporización.
Factores que influyen en la
vaporización
a.
b.
c.
d.
e.
Naturaleza del líquido: algunos líquidos se
evaporan mas rápidamente que otros.
Temperatura: a mayor temperatura mayor
velocidad de vaporización.
Superficie libre del líquido: a mayor superficie
libre mayor velocidad de vaporización.
Presión: a menor Presión, mayor velocidad
de vaporización
Movimiento del aire sobre la superficie libre
del líquido: a mayor movimiento mayor
velocidad de vaporización
EBULLICION


Es la vaporización rápida y turbulenta de un
líquido en forma de burbujas que agitan toda
su masa. Cada líquido hierve a una
temperatura distinta, la cual permanece
constante mientras dura la ebullición. Esta
temperatura se denomina punto de ebullición
del líquido.
Todo líquido hierve cuando su presión de
vapor es igual a la presión que soporta su
superficie libre.
Factores que influyen en el
punto de ebullición
a.
b.
La presión exterior: a menor presión menor
punto de ebullición Ej: ollas a presión. El
punto de ebullición de un líquido depende
directamente de la presión que soporta su
superficie libre.
La profundidad del líquido: la presión
hidrostática se suma a la atmosférica
retardando la ebullición, o sea elevando su
punto de ebullición.
c.
d.
Los gases disueltos en el líquido: el
aire o cualquier otro gas disuelto en el
líquido acelera el proceso de
ebullición, por lo cual, a mayor
cantidad de gas disuelto, más bajo
punto de ebullición.
Las sales de disolución: retardan el
proceso, por lo cual hacen subir el
punto de ebullición.
EBULLICIÓN
Líquido
Punto normal de
ebullición en ºC
Calor de ebullición en
cal/gr
Agua
100
540
Alcohol etílico
78,3
204
Mercurio
357
65
Éter
34,6
84
Todo líquido hierve cuando la presión de sus
vapores es igual a la presión que soporta su
superficie libre.
Tabla de variación del punto de
ebullición del agua con la presión
Presión en mm
de Hg
Temperatura en
ºC
Presión en mm
de Hg
Temperatura en
ºC
1,96
-10
355,4
80
3,02
-5
526
90
4,22
-1
760
100
4,58
0
1074
110
9,21
10
3569
150
92,6
50
11650
200
149,6
60
64300
300
233,9
70
EVAPORACION
Es el paso lento de líquido a vapor, sin
turbulencia visible de su masa.
Características:
 Se produce solo en la superficie libre del
líquido.
 Se produce a cualquier temperatura.
 Va acompañado de un enfriamiento del líquido
y del recipiente y aún de los cueros próximos,
llamado frío de evaporación.

CONDENSACION



Proceso de transformación de un vapor en
líquido, por desprendimiento de calor.
Se puede conseguir comprimiendo, o
combinando compresión con enfriamiento.
El calor desprendido por el vapor de agua al
condensarse tiene una importante aplicación
práctica en la calefacción de habitaciones,
esto se debe a que el agua tiene uno de los
mas altos calores específicos y también uno
de los calores de condensación mas elevados
(2269,4 J/g= 539 cal/g)

¿Qué cantidad de calor se requiere para transformar un
trozo de hielo de 500g que está a -5°C en vapor de
agua a 100 °C?
Q=mcf
Q=mct
Q=mcv
Q=mct
hielo
hielo
agua
agua
vapor
-5ºC
0ºC
0ºC
100ºC
100ºC
t= 5ºC
t=0ºC
t=100ºC
t=0ºC
Solución:
Desarrollo:
Q1 =
m ch t =
500 g x 0,5 cal/g°C x 5°C=
Q2 =
m cf =
500 g x 80 cal/g =
40.000 cal
Q3 =
m ca t =
500 g x 1 cal/g°C x100°C=
50.000 cal
Q4 =
m cv =
500,0 g x 540cal/g =
Qt= Q1 + Q2 + Q3 + Q4= 361.250 cal
1.250 cal
270.000 cal
Cuánto calor se debe suministrar a 100 gramos de
hielo a -10ºC para convertirlos en vapor de agua a
110ºC en condiciones normales.
Q=mcf
Q=mct
Q=mcv
Q=mct
Q=mct
hielo
hielo
agua
agua
vapor
vapor
-10ºC
0ºC
0ºC
100ºC
100ºC
110ºC
t=10ºC
t=0ºC
t=100ºC
t=0ºC
t=10ºC
Desarrollo:
Q1= m ch t =
100 g x 0,5 cal/g°C x 10ºC =
Q2= m cf =
100 g x 80 cal/g =
8.000 cal
Q3= m ca t =
100 g x 1 cal/g°C x100°C =
10.000cal
Q4= m cv =
100 g x 540 cal/g =
54.000cal
Q5= m ca t =
100g x 0,5 cal/gºC x10ºC =
Qt= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 =73.000 cal
500 cal
500 cal
Problemas propuestos
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Calcula la energía necesaria para fundir 50 gramos de hielo a
una temperatura de 0ºC
Calcula la energía necesaria para fundir 100 gramos de hielo
a 0ºC y calentarlos luego a 30ºC
Calcula la energía que absorben 20 gramos de agua a 100ºC
que transforman en vapor de agua a 100ºC.
Calcula la energía que desprenden 20 gramos de agua a
100ºC que se condensan y se enfrían después a 0ºC.
La evaporación es un proceso de enfriamiento. ¿Qué es lo
que se enfría y que se calienta durante la evaporación?
La condensación es un proceso de calentamiento. ¿Qué es lo
que se calienta y qué se enfría durante la condensación?
Puedes determinar la dirección del viento si humedeces tu
dedo y lo humedeces en el aire. Explica a qué se debe esto.
Menciona dos razones por las que el café se enfría más
rápidamente si lo vertimos en un plato que si lo vertimos en
una taza.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
En un día de campo, ¿por qué es mejor envolver una botella en un
trapo húmedo para enfriarla que colocarla en un cubo de agua fría?
¿Por qué la temperatura constante del agua que hierve sobre la
estufa es una prueba de que la ebullición es un proceso de
enfriamiento? ¿Qué le ocurriría a la temperatura si la ebullición no
fuese un proceso de enfriamiento?
¿Se cocerán más pronto unas papas en una olla con agua si ésta
hierve vigorosamente que si lo hace con suavidad?
Si en una habitación pequeña y sin calefacción hay una tina llena de
agua caliente, por más frio que haga, la temperatura de la
habitación no descenderá a menos de 0ºC . ¿Por qué?
En los días fríos de invierno las ventanas se humedecen por dentro.
¿A qué se debe esto?
En una noche despejada ¿Por qué se forma más rocío en un campo
abierto que bajo un árbol o una banca en un parque?
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trasnmisión del calor y cambios de estado