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Cambio de Fase
Cambio de Fase
Cambio de Fase
líquida o gaseosa.
Las transiciones de fase es utilizado en la práctica para muchos fines, por ejemplo, se funden los metales para
obtener de ellos aleaciones tales como el acero, bronce, etc. el vapor de agua se usa en las turbinas de vapor. En la
misma naturaleza se ve fenómenos que involucran cambios de fase tales como la formación de nubes (vapor de
Para poder entender estos cambios de fase es necesario conocer las características de cada fase en particular.
Partimos por el hecho de que para una sustancia en las tres fases las moléculas son las mismas, es decir, las
moléculas mantienen su identidad, lo que ocurre es que de una fase a otra cambia el carácter de las interacciones
Segundo, en toda sustancia la atracción electrostática principalmente tiende a enlazar a las moléculas, mientras
El resultado final de esta “lucha” de dos tendencias un tanto antagónicas define la fase de la sustancia.
FASE SÓLIDA.- Las moléculas están fuertemente enlazadas, forman lo que se denomina una estructura
cristalina (cristales moleculares), las moléculas se sitúan en lugares determinados denominados nudos de la
red cristalina. Respecto de los cuales realizan vibraciones. Ejm.: Cristal de hielo. Pero también los cristales
pueden estar formado por átomos, por ejemplo el CNa, en los nudos de la red cristalina están el C y Na en
forma consecutiva. Dado que las moléculas y átomos están fuertemente unidos, los sólidos presentan dureza,
mantienen una forma, durante la deformación surgen fuerzas que tienden a restablecer la forma y el volumen.
FASE LÍQUIDA.- En esta fase las moléculas guardan un cierto orden, pero también ya aparece cierta
movilidad, es decir las moléculas cambian de lugar continuamente. Se observa que muchas propiedades de los
líquidos son muy familiares a los sólidos, lo que verifica que aún hay un cierto orden.
FASE GASEOSA.- En esta fase todas las moléculas viajan en forma independiente, dado que el movimiento
Nota: En las estrellas, donde se da temperaturas muy elevadas y presiones muy altas (condiciones
extremas) los átomos están ionizados, en éstas condiciones se dice que la sustancia está en forma de
plasma.
CAMBIO DE FASE
Es el reordenamiento molecular que experimenta una sustancia debido a una variación de su energía interna, éste
Por otro lado manteniendo la presión constante, se observa que por lo general las sustancias a bajas temperaturas
se hallan en fase sólida; mientras que para altas temperaturas la fase es gaseosa.
FUSIÓN.- Para fundir un cuerpo primero debemos entregarle calor para que llegue a temperatura
SOLIDIFICACIÓN: Análogamente para solidificar o cristalizar a una sustancia primero debemos enfriarla
importante resaltar que durante el cambio de fase a pesar de que la sustancia gana calor (fusión, ebullición) la
Rpta.: 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
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
de fusión y ebullición.
Otra de las características del cambio de fase es que la temperatura de cambio de fase queda definida al fijar
las condiciones de presión ambiental que afecta a la sustancia, es decir, durante el cambio de fase la presión y la
4,6 atm
P = 4,6mmHg = TEBULLICIÓN = 0°
760
fase?
¿Cuántas calorías es necesario dar a 1g de H2O() que está a 100°C para que ella completamente
cambie de fase?
En general se denomina calor latente (CL) a la cantidad de calor que 1 g de sustancia necesita para cambiar de
Nota: Si tenemos 1g de agua líquida a 0°C le debemos extraer 80 calorías para que ella se cristalice por
Nota: El calor latente muestra en cuanto aumenta la energía interna de una sustancia (1kg) al cambiar de
EBULLICIÓN.- Es un proceso violento que se da en todas las partes del líquido y se da a una temperatura
específica.
H2O.
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.
Cuanto 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 liquido depende del área de la superficie libre del líquido
1. A 100 g de agua a 10°C se le agregan 500 cal. Determine el calor específico de la sustancia
Determine la temperatura final del agua en °C. desconocida (en cal/g - °C)
5. Se mezclan 100g de agua a 80°C con 50 g de 12. Se tiene 100 g de hielo a –20°C al cual se le
agua a 20°C. Determine TE del sistema. agregan 10Kcal. Determine TF del sistema.
6. Se mezclan 200g de agua a 50°C con cierta 13. Se tiene 20g de vapor a 110°C. Determine el
masa de agua a 25°C, lográndose una calor que hay que quitarle para condensarlo
TE = 30°C. Determine la masa de agua completamente.
mencionada.
a) 10,7 kcal b) 10,8 c) 10,9
a) 600 g b) 700 c) 800 d) 11,2 e) 12,3
d) 900 e) 1000
14. Se mezclan 100g de hielo a –20°C con 200g
7. En un recipiente con C = 10 cal/°C se tienen de agua a 60°C. Determine la TE del sistema.
390g de agua a 40°C y se mezclan con 200 g
de agua a 70°C. Determine TE del sistema. a) 5°C b) 10 c) 15
d) 11,2 e) 12,1
a) 50°C b) 53 c) 58
d) 61 e) 65 15. Se mezclan 100g de hielo a -20°C con 20g de
vapor sobrecalentado a 150°C. Determine TE
8. En un recipiente de capacidad calorífica de la mezcla.
despreciable se tiene 100g de una sustancia
desconocida a 20°C. Se introduce 50g de a) 10°C b) 20 c) 30
agua a 80°C, alcanzándose una TE = 60°C. d) 40 e) 50
TAREA DOMICILIARIA
1. Se tiene 50g de hielo a 0°C. Determine la 9. Se mezclan 40g de hielo a –35°C con 20g de
cantidad de calor necesario para fundirlo. vapor a 100°C. Determine TE del sistema
a) 2kcal b) 3 c) 4 a) 42°C b) 50 c) 54
d) 5 e) 6 d) 60 e) 64
2. Se tiene 100 g de hielo a -20°C al cual se le 10. ¿Cuántos gramos de hielo a – 8°C se fundirán
agregan 10kcal. Determine TF del sistema.
en 1,05 kg de agua a una temperatura de
60°C
a) 5°C b) 7,5 c) 10
d) 12,5 e) 15
a) 150g b) 400 c) 500
3. Se tiene 20g de vapor a 110°C. Determine el d) 750 e) 500
calor que hay que quitarle para condensarlo
completamente. 11. Se mezclan “4m” g de agua a 80°C con “m/2”
g de agua a 35°C. Determine la TE del
a) 10,7 kcal b) 10,8 c) 10,9 sistema.
d) 11,2 e) 12,2
a) 60°C b) 65 c) 70
4. Se mezclan 100 g de hielo a –20°C con 200 g d) 75 e) 76
de agua a 60°C. Determine la TE del sistema.
12. En un recipiente de C = 50 cal/°C se tiene una
a) 5°C b) 10 c) 15 mezcla de 600 g y de agua con alcohol a 60°C
d) 20 e) 25 y se vierten 200g de agua a 20°C,
obteniéndose una TE = 50°C. Determine la
5. Se mezclan 100 g de hielo a –20°C con 20g de masa de alcohol en la mezcla inicial (Cealcohol =
vapor sobrecalentado a 150°C. Determine TE
0,5 cal/g-°C)
de la mezcla.
a) 100 gr b) 200 c) 300
a) 10°C b) 20 c) 30
d) 40 e) 50 d) 400 e) N.A.