SERWAY - JEWETT

TABLA 20.2
Calores latentes de fusión y vaporización
Calor latente
Calor latente
Punto de de fusión Punto de de vaporización
Sustancia fusión (°C) (J/kg) ebullición (°C) (J/kg)
Helio 269.65 5.23 10 3 268.93 2.09 10 4
Nitrógeno 209.97 2.55 10 4 195.81 2.01 10 5
Oxígeno 218.79 1.38 10 4 182.97 2.13 10 5
Alcohol etílico 114 1.04 10 5 78 8.54 10 5
Agua 0.00 3.33 10 5 100.00 2.26 10 6
Azufre 119 3.81 10 4 444.60 3.26 10 5
Plomo 327.3 2.45 10 4 1 750 8.70 10 5
Aluminio 660 3.97 10 5 2 450 1.14 10 7
Plata 960.80 8.82 10 4 2 193 2.33 10 6
Oro 1 063.00 6.44 10 4 2 660 1.58 10 6
Cobre 1 083 1.34 10 5 1 187 5.06 10 6
Sección 20.3 Calor latente 561
Para entender el papel del calor latente en los cambios de fase, considere la energía
requerida para convertir un cubo de hielo de 1.00 g de 30.0°C a vapor a 120.0°C. La
figura 20.2 indica los resultados experimentales obtenidos cuando al cubo se le agrega
gradualmente energía. Los resultados se presentan como una gráfica de temperatura del
sistema del cubo de hielo con la energía agregada al sistema. Examine cada porción de
la curva roja.
Parte A. En esta porción de la curva la temperatura del hielo cambia de 30.0°C a 0.0°C.
La ecuación 20.4 indica que la temperatura varía linealmente con la energía agregada,
así que el resultado experimental es una línea recta sobre la gráfica. Ya que el calor específico
del hielo es 2 090 J/kg °C, se puede calcular la cantidad de energía agregada al
aplicar la ecuación 20.4:
Q m i c i ¢T 11.00 10 3 kg2 12 090 J>kg # °C2 130.0°C2 62.7 J
Parte B. Cuando la temperatura del hielo alcanza 0.0°C, la mezcla hielo–agua permanece
a esta temperatura, aun cuando se agregue energía, hasta que todo el hielo se funda. La
energía requerida para fundir 1.00 g de hielo a 0.0°C es, de la ecuación 20.7,
Q m i L f 11.00 10 3 kg2 13.33 10 5 J>kg2 333 J
T (C)
120
90
D
E
60
30
C
Agua vapor
Vapor
B Agua
0
Hielo
A
agua
–30
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000
Hielo
62.7
396
815
Energía agregada (J)
3 070 3 110
Figura 20.2 Gráfica de temperatura con energía agregada cuando 1.00 g de hielo, inicialmente a
30.0°C, se convierte a vapor a 120.0°C.