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Curva de Calentamiento: Para fundir un sólido o evaporar un líquido es necesario suministrarle cierta cantidad de energía. Ahora bien, ¿en qué se emplea esta energía?

Con el objeto de responder a esta pregunta construyamos la curva de calentamiento, que se obtiene al representar gráficamente las variaciones de temperatura en función del tiempo, de una sustancia inicialmente sólida cuando se le proporciona calor a ritmo constante. Una gráfica de este tipo nos permite obtener información acerca de las variaciones de temperatura que se producen como consecuencia del suministro de calor.

Representación gráfica de la curva de calentamiento:

Al comenzar a suministrar calor las partículas empiezan a vibrar, lo cual trae como consecuencia un aumento de su energía cinética, y como la temperatura es una medida del valor promedio de la energía cinética, es de esperar que ascienda progresivamente a medida que transcurra el tiempo.

Este aumento progresivo de la temperatura, representado en la gráfica por el segmento AB, ocurre hasta que el sólido alcance su punto de fusión (segmento BC). En el instante t1 la estructura ordenada del sólidos comienza a desordenarse, por las vibraciones intensas entre las partículas, y se opera el cambio de fase sólida a líquida. Resulta curioso el que desde el instante ti hasta llegar al instante t2 la temperatura no ascienda y permanezca constante.

¿En qué es utilizada la energía que aún se le sigue suministrando al sólido? ¿Por qué la temperatura en el segmento BC (punto de fusión) no continúa ascendiendo?

Al llegar a este punto la energía es empleada para vencer las fuerzas de atracción intermolecular que mantienen la estructura ordenada y característica de los sólidos, y no para aumentar la energía cinética media de las moléculas, por lo cual la temperatura permanece constante.

Ésto lugar a la formación de la fase la líquida, en la cual los espacios interatómicos e intermoleculares son mayores que en la sólida, por ello los líquidos fluyen. La temperatura constante a la cual ocurre el cambio de la fase sólida a la fase líquida recibe el nombre de punto de fusión.

Análisis de la Curva de Calor:

Curva de Calentamiento – Imagen4

Las gráficas ilustran los cambios operados. En el instante t2 se ha fundido todo el sólido, las partículas están un tanto desordenadas y la única fase presente es la líquida. Entre los instantes t2 y t3 se observa de nuevo un aumento en la temperatura. Ésto es debido a que el calor que se le sigue suministrando es utilizado para aumentar la energía cinética de las partículas en la fase líquida. Este incremento de energía y temperatura continúa hasta alcanzar el instante t3. Luego el calor adicional va a ser utilizado para vencer las fuerzas de atracción intermolecular de la fase líquida y pasar a la fase gaseosa.

De lo anterior se deduce que entre los instantes t3 y t4 no aumentará la energía cinética de las moléculas. Por lo tanto, no se producirá ningún aumento de la temperatura, es decir, permanecerá constante (segmento DE).

La temperatura a la cual ocurre el cambio de la fase líquida a la gaseosa, o en otras palabras, la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión atmosférica, recibe el nombre de punto de ebullición. Observa en el cuadro de la página anterior los puntos de fusión y de ebullición de algunas sustancias comunes.

Ahora que hemos analizado la curva de calentamiento, procederemos a estudiar la curva de enfriamiento: https://www.dragiinfo.com/curva-de-enfriamiento/

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