Calor Latente de mudança de fase

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CALOR LATENTE 
 
ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA 
 
CALOR LATENTE DE MUDANÇA DE FASE 
Quando se fornece calor a um corpo, a temperatura dele aumenta até atingir a temperatura de 
mudança de estado. A partir daí, o calor fornecido é utilizado para alterar a organização microscópica, ou seja, o 
estado de agregação das moléculas, modificando apenas o valor da energia potencial, mas não a energia cinética 
das moléculas. 
A fusão dos sólidos de estrutura cristalina e a ebulição dos líquidos em geral obedecem a três leis 
básicas: 
1ª. Para uma determinada pressão, cada substância possui uma temperatura de fusão e outra de 
ebulição; 
2ª. Para uma mesma substância, as temperaturas de fusão e de ebulição variam com a pressão; 
3ª. Se durante a fusão ou a ebulição de uma substância a pressão permanecer constante, sua 
temperatura também permanecerá constante. 
O calor latente (L) de uma substância é a quantidade de calor (Q), por unidade de massa (m), 
necessária para efetuar a transição de fase. Assim, o calor necessário para efetuar a mudança de fase de um 
corpo é diretamente proporcional à sua massa. Logo, matematicamente: 
que mudou
de estado
Q m L  
Unidades de L: 
Usual: cal/g 
S.I.: J/kg 
Atente para o sinal de L: 
L > 0 quando ocorre absorção de calor. 
L < 0 quando ocorre liberação de calor. 
Para a água, os valores são, a 1 atm: 
Lfusão = 80 cal/g 
Lsolidificação = –80 cal/g 
Lvaporização = 540 cal/g 
Lliquefação = –540 cal/g 
 CALOR LATENTE 
 
 
 
 
SOBREFUSÃO OU SUPERFUSÃO 
No resfriamento de um líquido, eventualmente podem ser atingidas temperaturas abaixo da que 
corresponde à de solidificação da substância, e ainda assim a substância se mantém líquida. 
Na sobrefusão (ou superfusão), uma substância encontra-se no estado líquido abaixo da sua 
temperatura de solidificação. 
 
A sobrefusão é um estado de equilíbrio metaestável, ou seja, em que existe aparentemente equilíbrio, 
mas há passagem muito lenta para outro estado. Uma simples agitação, ou mesmo a introdução de uma pequena 
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porção sólida, perturba o fenômeno e provoca uma brusca solidificação parcial ou total do líquido. A temperatura 
eleva-se até o ponto de solidificação. Essa elevação de temperatura ocorre porque a queda de energia potencial 
(característica da solidificação) é compensada pelo aumento da energia cinética das moléculas. 
Vulgarmente, a perda de “calor erroneamente sensível” torna-se perda de calor “latente”. Na figura 
abaixo: o tiossulfato em sobrefusão (líquido a 37 °C, quando a temperatura de fusão é 47 °C). Quando agitado, 
solidifica-se parcialmente e retorna rapidamente à temperatura de fusão. 
 
SUPEREBULIÇÃO 
Quando aquecemos lentamente um líquido sem perturbá-lo, é possível que ele atinja temperaturas 
acima do ponto de ebulição sem apresentar essa ebulição. Esse é um estado metaestável e, caso ocorra alguma 
perturbação, pode-se observar uma súbita ebulição (superebulição), havendo conversão da energia de agitação 
térmica em energia de desagregação. Assim, parte do líquido vaporiza-se, retornando o sistema à temperatura 
normal de ebulição. É possível fazer isso com água de torneira aquecendo-se em micro-ondas. Não é indicado 
fazê-lo no fogão porque a convecção (com movimento das moléculas) perturba o sistema. O professor Lang, da 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, conseguiu aquecer a água no micro-ondas, mantendo-a líquida a 106 
graus Celsius; contudo, ao introduzir uma colher nesse copo, provocou a ebulição súbita e intensa de parte do 
líquido, fazendo o sistema retornar a 100 graus Celsius. 
Instituto de Física – UFRGS https://www.if.ufrgs.br/novocref/ 
Líquido aquecido no forno de micro-ondas pode se apresentar em estado de superaquecimento, isto 
é, atingir temperaturas superiores à temperatura de ebulição sem que ocorra a ebulição. Quando o aquecimento 
é realizado sobre uma chama, as correntes de convecção perturbam suficientemente o sistema para que ferva 
assim que é atingida a temperatura de ebulição. 
 
O estado superaquecido é metaestável, ou seja, sendo perturbado evoluirá para um estado de energia 
potencial mais baixa. Entretanto, a fotografia da figura 1 mostra a ponteira de um termômetro introduzida na “água 
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de torneira” superaquecida em um forno de micro-ondas sem que esta perturbação destrua o estado metaestável. 
Nas fotografias da figura 2 veem-se “explosões” da água superaquecida em decorrência da perturbação causada 
pela introdução de uma colher no líquido. A água irrompeu em intensa ebulição, uma parte do líquido passando 
repentinamente para o estado de vapor, e, em consequência do repentino aumento de volume, lançou para fora 
do recipiente água fervente. 
 
VAPORIZAÇÃO 
Vaporização é o nome dado à passagem da substância do estado líquido para o estado gasoso, 
podendo ocorrer de três formas: evaporação, calefação e ebulição. 
A evaporação acontece com líquidos a qualquer temperatura, mas especificamente em sua 
superfície livre. É o caso, por exemplo, da água líquida colocada em um prato que após algum tempo desaparece, 
ou seja, transforma-se em vapor e mistura-se à atmosfera. 
Já a calefação é um processo rápido de vaporização, que ocorre quando há um aumento violento de 
temperatura. É o que acontece quando colocamos água em pequenas quantidades em uma frigideira bem quente. 
Ela vaporiza de modo brusco, quase instantâneo. 
A ebulição é a vaporização que acontece a uma determinada temperatura. 
Evaporação 
Esse processo ocorre na superfície livre do líquido. As moléculas do líquido apresentam diferentes 
energias: algumas estão mais agitadas e outras, menos. Quando as moléculas mais agitadas colidem com as 
menos agitadas, transferem parte de sua energia para elas. Quando as moléculas da superfície conseguem ganhar 
energia cinética sufi ciente, acabam por se libertar da superfície do líquido: evaporam. 
 
Note que essas moléculas que conseguem se libertar o fazem porque conseguiram energia das 
demais moléculas que sobraram no líquido. Assim, as moléculas que sobraram no líquido ficam menos 
energéticas: diminuem de temperatura. 
Assim, o processo de evaporação resfria o líquido remanescente. Fatores que influenciam na 
velocidade de evaporação: 
• quanto maior a pressão atmosférica, menor será a velocidade (isso ocorre porque a atmosfera, 
pressionando a superfície do líquido, dificulta a vaporização); 
• quanto mais o líquido for volátil, maior será a velocidade; 
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• quanto maior a área de contato com o ar, maior a velocidade (isso ocorre porque maior área livre 
significa mais moléculas nessa superfície, aumentando a probabilidade de haver moléculas 
“escapando” da superfície do líquido); 
• quanto maior for a temperatura do líquido, maior a velocidade (isso ocorre porque moléculas mais 
agitadas têm maior velocidade e têm maior facilidade de “escapar”); 
• quanto mais úmido (maior a pressão parcial do vapor) estiver o ar, menor será a velocidade (isso 
acontece porque, com o ar mais úmido, há a possibilidade de moléculas de vapor presentes no ar 
aderirem à superfície do líquido, condensando. 
 
 
Uma outra interpretação da evaporação reside em considerar que as partículas que evaporam retiram 
energia daquelas que permaneceram líquidas (assim o líquido resfria) a fim de conseguirem mudar de fase, 
desagregando-se.