Si la temperatura ambiente alrededor de un trozo de hielo aumenta, la temperatura del hielo también aumentará. sin embargo, este aumento constante de la temperatura se detiene tan pronto como el hielo alcanza su punto de fusión. en este punto, el hielo sufre un cambio de estado y se convierte en agua líquida, y su temperatura no cambiará hasta que todo se haya derretido. Puedes probar esto con un simple experimento. Deje una taza de cubitos de hielo en un automóvil caliente y controle la temperatura con un termómetro. encontrará que el agua helada permanece en un clima helado de 32 grados Fahrenheit (0 grados centígrados) hasta que todo se haya derretido. cuando eso suceda, notará un rápido aumento de la temperatura a medida que el agua continúa absorbiendo el calor del interior del automóvil.
los cambios de fase consumen energía
cuando calientas hielo, las moléculas individuales ganan energía cinética, pero hasta que la temperatura alcanza el punto de fusión, no tienen energía para romper los enlaces que las mantienen en una estructura cristalina. vibran más rápidamente dentro de sus límites a medida que agrega calor, y la temperatura del hielo aumenta. en un punto crítico, el punto de fusión, adquieren suficiente energía para liberarse. cuando esto sucede, toda la energía de calor añadida al hielo es absorbido por h 2 o moléculas que cambian de fase. no queda nada para aumentar la energía cinética de las moléculas en estado líquido hasta que todos los enlaces que mantienen a las moléculas en una estructura cristalina se hayan roto. En consecuencia, la temperatura permanece constante hasta que todo el hielo se haya derretido.
Lo mismo sucede cuando calientas el agua hasta el punto de ebullición. el agua se calentará hasta que la temperatura alcance 212 f (100 c), pero no se calentará hasta que se haya convertido en vapor. Mientras el agua líquida permanezca en una olla hirviendo, la temperatura del agua es de 212 ° F, no importa cuán caliente esté la llama por debajo.
Existe un equilibrio en el punto de fusión.
usted podría preguntarse por qué el agua que se ha derretido no se calentará mientras haya hielo en ella. En primer lugar, esa afirmación no es del todo precisa. Si calienta un recipiente grande lleno de agua que contiene un solo cubo de hielo, el agua lejos del hielo comenzará a calentarse, pero en el entorno inmediato del cubo de hielo, la temperatura permanecerá constante. una forma de entender por qué sucede esto es darse cuenta de que, mientras que parte del hielo se está derritiendo, parte del agua que se encuentra alrededor del hielo se está volviendo a congelar. esto crea un estado de equilibrio que ayuda a mantener la temperatura constante. A medida que más y más hielo se derrite, la velocidad de fusión aumenta, pero la temperatura no sube hasta que desaparece todo el hielo.
añadir más calor o algo de presión
es posible crear un aumento de temperatura más o menos lineal si agrega suficiente calor. por ejemplo, coloca un recipiente con hielo sobre una hoguera y registra la temperatura. Probablemente no notará mucho retraso en el punto de fusión porque la cantidad de calor afecta la velocidad de fusión. Si agrega suficiente calor, el hielo puede derretirse más o menos espontáneamente.
Si está hirviendo agua, puede aumentar la temperatura del líquido aún en la sartén agregando presión. Una forma de hacer esto es confinar el vapor en un espacio cerrado. Al hacerlo, hace más difícil que las moléculas cambien de fase, y se mantendrán en estado líquido mientras la temperatura del agua sube más allá del punto de ebullición. Esta es la idea detrás de las ollas a presión.