A mudança de estado físico de uma substância requer energia.
Durante uma mudança de estado a energia recebida pelo sistema é usado na alteração da estrutura da substância, de um estado físico para outro, pelo que durante a mudança de estado não há alteração da temperatura do sistema (sólido+líquido, líquido+gás ou sólido+gás).
A energia utilizada numa mudança de estado é chamada calor latente da transformação.
O calor latente de transformação recebe o nome de entalpia de transformação se o processo for realizado a pressão constante.
A variação da energia interna da substância é igual a:
$$E=m \; \Delta H$$
em que:
\(E\) - Energia (J)
\(m\) - Massa de substância (kg)
\(\Delta H\) - Variação de entalpia de transformação (J kg-1)
As entalpias de transformação podem ser:
- Positivas, quando o sistema recebe energia:
- Variação de entalpia de fusão (\(\Delta H_{f}\));
- Variação de entalpia de ebulição (\(\Delta H_{e}\));
- Negativas, quando o sistema perde energia:
- Variação de entalpia de solidificação (\(\Delta H_{s}\));
- Variação de entalpia de condensação (\(\Delta H_{c}\)).
Relações entre as entalpias de transformação
O valor da energia necessária para realizar uma determinada mudança de estado físico, de uma determinada massa de substância, é simétrico da alteração no sentido inverso:
$$\Delta H_{f}=-\Delta H_{s}$$
$$\Delta H_{e}=-\Delta H_{c}$$
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Exemplo: Se o valor \(\Delta H_{f \text{ água}}\) = 3,33 × 105 J kg-1, significa que para 1 kg de gelo passar à forma líquida (realizar a fusão de todda essa massa de água) é necessário fornecer 3,33 × 105 J de energia! Da mesma forma, quando 1 kg de água líquida solidifica são libertados 3,33 × 105 J de energia, logo \(\Delta H_{s \text{ água}}\) = -3,33 × 105 J kg-1. |