Calor latente

El calor latente o el calor de cambio de estado es la energía requerida por una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura; por tanto al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía.

Antiguamente se usaba la expresión calor latente para referirse al calor de fusión o de vaporización. Latente en latín quiere decir escondido, y se llamaba así porque, al no notarse un cambio de temperatura mientras se produce el cambio de fase (a pesar de añadir calor), éste se quedaba escondido. La idea proviene de la época en la que se creía que el calor era una sustancia fluida denominada calórico. Por el contrario, el calor que se aplica cuando la sustancia no cambia de fase, aumenta la temperatura y se llama calor sensible.

Cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0 °C (temperatura de cambio de fase), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.

Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100 °C; desde ese momento se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.

Esta cualidad se utiliza en la cocina, en refrigeración, en bombas de calor y es el principio por el que el sudor enfría el cuerpo.

Calor latente de algunas sustancias

• Agua:
  • de fusión: 333,9 kJ/kg (79,9 kcal/kg) a 0 ºC;
  • de vaporización: 2318kJ/kg (539 kcal/kg) a 100 ºC.
• Amoníaco:
  • de fusión: 753 kJ/kg (180 kcal/kg) a -77,73 °C;
  • de vaporización: 1369 kJ/kg (327 kcal/kg) a -33,34 °C.

Cuando se da el calor latente de cambio de estado, es necesario dar también la temperatura a la que se produce, porque, en menor cantidad, también hay evaporación o fusión a otras temperaturas (por ejemplo, la evaporación del sudor en la piel ocurre a temperaturas inferiores a 100 ºC), con valores distintos de calor latente.

El agua tiene un calor de vaporización alto ya que, para romper los puentes de hidrógeno que enlazan las moléculas, es necesario suministrar mucha energía; también tiene un calor de fusión alto. Una de las ventajas del elevado calor de vaporización del agua es que permite a determinados organismos disminuir su temperatura corporal. Esta refrigeración es debida a que, para evaporarse, el agua de la piel (por ejemplo, el sudor) absorbe energía en forma de calor del cuerpo, lo que hace disminuir la temperatura superficial

Cambios de estado

Q = mL

Donde L es el calor de fusión o de evaporación y m es la masa que cambia de estado.

Véase también

• Calor específico
• Punto de rocío
• Presión de vapor