Leyes de cambio de estado

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  • Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio de la energía térmica; durante este proceso isotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio)
    Hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Cuando dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un liquido.
  • Solidificación: Es la transformación de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.
  • Vaporización: es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Si se continúa calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.

La evaporación es importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua, que se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Cuando existe un espacio libre encima de un líquido caliente, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende de la temperatura.

  • Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.
  • Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina Cristalización inversa; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.

La transferencia de calor en líquidos en ebullición es compleja, pero de una importancia técnica considerable. Se caracteriza por una curva en forma de "S" al relacionar el flujo de calor con la diferencia de temperaturas en superficie (ver Kay & Nedderman 'Fluid Mechanics & Transfer Processes', CUP, 1985, p529).

A temperaturas bajas de la superficie calefactada no sucede la ebullición y la tasa de transferencia de calor está controlada por los mecanismos habituales de una sola fase. A medida que la temperatura de la superficie calefactada se eleva, va producíéndose ebullición localmente y se empiezan a formar burbujas de vapor (se dice que hay nucleación de burbujas de vapor), crecen hacia el líquido circundante más frío y colapsan. A altas tasas de nucleación de burbujas, las mismas burbujas empiezan a interferir en el proceso de transferencia de calor y dicha transferencia deja de elevarse rápidamente con la temperatura de la superficie calefactada (esto es el departure from nucleate boiling
).

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