Fisica General Burbano

CAMBIOS DE ESTADO 319
l es el calor latente del cambio de estado; v 2
y v 1
son los volúmenes específicos (volumen de la unidad
de masa) después y antes del cambio; T la temperatura absoluta a que éste se verifica: ∆p la
variación de presión y ∆T la variación que experimenta la temperatura de cambio de estado como
consecuencia de la variación (∆p) de presión.
En los fenómenos de fusión, ebullición y sublimación l es positiva (hay que comunicar calor
para realizar el cambio); v 2
– v 1
es en general, positivo (mayor volumen final que inicial); T es,
por naturaleza positiva. En consecuencia ∆p/∆T debe ser positiva y ∆p del mismo signo que ∆T;
por lo tanto; a un aumento de presión corresponde un aumento de temperatura de cambio de estado.
En el diagrama p, T (Fig. XV-7) ∆p/∆T es la pendiente de la curva. A pendiente positiva corresponden
curvas crecientes.
En el caso de la fusión del hielo l y T son positivos (v 2
– v 1
) es negativo, el volumen final (agua)
es menor que el inicial (hielo). El cociente ∆p/∆T es negativo; por lo tanto: a un aumento de presión
corresponde una disminución de la temperatura de fusión. Siendo ∆p/∆T < 0, la curva de fusión
es decreciente (Fig. XV-8).
XV – 11. Fusión y solidificación
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La fusión de los cuerpos cristalinos y la de los amorfos tiene diferencias esenciales. En la fusión
de los primeros las propiedades del cuerpo sufren un cambio violento; los cuerpos amorfos, por el
contrario, pasan por una serie de estados de reblandecimiento, variando sus propiedades gradualmente.
Estudiaremos, únicamente, la fusión de los cuerpos cristalinos.
LEYES: 1.ª Para una presión determinada cada sustancia tiene su temperatura característica
de fusión idéntica a la de solidificación. 2.ª Mientras dura la fusión o la solidificación la temperatura
permanece constante.
Si en un calorímetro con hielo a –10 ºC hacemos circular por un serpentín un vapor recalentado
y anotamos la variación de temperatura con el tiempo, observamos un ascenso de temperatura
hasta que el termómetro marca 0 ºC (rama a de la Fig. XV-6). Entonces, se estaciona la temperatura,
comienza a fundir el hielo (rama b del gráfico) hasta que desaparece la última partícula de
hielo. A partir de tal instante la temperatura del agua líquida asciende (rama c del gráfico).
Si hubiésemos partido del agua líquida por encima de 0 ºC, haciendo pasar por un serpentín
introducido en el agua, un líquido o gas a temperatura inferior a 0 ºC, las temperaturas hubiesen
variado inversamente (ramas c, b, a) verificándose a 0 ºC, el proceso de la solidificación (rama b)
estacionándose la temperatura hasta la desaparición de la última gota de agua líquida.
XV – 12. Calor de fusión
«CALOR DE FUSIÓN (l f
) de una sustancia es el número de calorías necesarias para fundir la
unidad de masa de ella, sin variar la temperatura, es decir, a la temperatura de fusión».
La cantidad de calor para fundir M unidades de masa de una sustancia, sin variar la temperatura,
viene expresado por:
Q = Ml f
Para determinar el calor de fusión de un cuerpo basta introducir en un calorímetro que contiene
una cantidad adecuada de un líquido a temperatura t, superior a la de fusión del cuerpo problema
(t f
), una masa m de tal cuerpo a una temperatura t′