Calor latente, energía absorbida o liberada por una sustancia durante un cambio en su estado físico (fase) que ocurre sin cambiar su temperatura. El calor latente asociado con la fusión de un sólido o la congelación de un líquido se llama calor de fusión; eso asociado con vaporizar un líquido o un sólido o condensar un vapor se llama calor de vaporización. El calor latente se expresa normalmente como la cantidad de calor (en unidades de julios o calorías) por mol o unidad de masa de la sustancia que experimenta un cambio de estado.
Por ejemplo, cuando una olla de agua se mantiene hirviendo, la temperatura permanece a 100 ° C (212 ° F) hasta que se evapora la última gota, porque todo el calor que se agrega al líquido se absorbe como calor latente de vaporización y se lo lleva Las moléculas de vapor que escapan. De manera similar, mientras el hielo se derrite, permanece a 0 ° C (32 ° F), y el agua líquida que se forma con el calor latente de fusión también está a 0 ° C. El calor de fusión del agua a 0 ° C es de aproximadamente 334 julios (79.7 calorías) por gramo, y el calor de vaporización a 100 ° C es de aproximadamente 2.230 julios (533 calorías) por gramo. Debido a que el calor de la vaporización es tan grande, el vapor transporta una gran cantidad de energía térmica que se libera cuando se condensa, lo que convierte al agua en un excelente fluido de trabajo para los motores térmicos.
El calor latente surge del trabajo requerido para superar las fuerzas que mantienen unidos a los átomos o moléculas en un material. La estructura regular de un sólido cristalino se mantiene mediante fuerzas de atracción entre sus átomos individuales, que oscilan ligeramente alrededor de sus posiciones promedio en la red cristalina. A medida que aumenta la temperatura, estos movimientos se vuelven cada vez más violentos hasta que, en el punto de fusión, las fuerzas de atracción ya no son suficientes para mantener la estabilidad de la red cristalina. Sin embargo, se debe agregar calor adicional (el calor de fusión latente) (a temperatura constante) para lograr la transición al estado líquido aún más desordenado, en el que las partículas individuales ya no se mantienen en posiciones de red fijas sino que están libres moverse a través del líquido. Un líquido difiere de un gas en que las fuerzas de atracción entre las partículas aún son suficientes para mantener un orden de largo alcance que dota al líquido de un cierto grado de cohesión. A medida que aumenta la temperatura, se alcanza un segundo punto de transición (el punto de ebullición) donde el orden de largo alcance se vuelve inestable en relación con los movimientos en gran medida independientes de las partículas en el volumen mucho mayor ocupado por un vapor o gas. Una vez más, se debe agregar calor adicional (el calor latente de la vaporización) para romper el orden de largo alcance del líquido y lograr la transición al estado gaseoso en gran medida desordenado.
El calor latente está asociado con procesos distintos a los cambios entre las fases sólida, líquida y de vapor de una sola sustancia. Existen muchos sólidos en diferentes modificaciones cristalinas, y las transiciones entre estos generalmente implican absorción o evolución de calor latente. El proceso de disolver una sustancia en otra a menudo implica calor; Si el proceso de solución es un cambio estrictamente físico, el calor es un calor latente. A veces, sin embargo, el proceso va acompañado de un cambio químico, y parte del calor es el asociado con la reacción química. Ver también derretimiento.
