Temperatura de fusión
Se expresa en °C o K y depende de la presión.
FÍSICA · CAMBIOS DE FASE
Ejemplos de punto de fusión: valores y problemas resueltos
El hielo funde cerca de 0 °C; el mercurio, a unos −38,8 °C; el naftaleno, alrededor de 80 °C. El punto de fusión indica una temperatura. La energía necesaria para fundir depende también de qué sustancia y cuánta cantidad tengas.
Tres magnitudes que conviene distinguir
Calor latente específico
L_f: energía por masa, por ejemplo kJ/kg.
Entalpía molar de fusión
ΔH_fus,m: energía por mol, por ejemplo kJ/mol.
En una sustancia pura cristalina, a presión fija y en equilibrio, sólido y líquido coexisten a la temperatura de fusión. Mientras la muestra se funde puede absorber calor sin aumentar su temperatura. Fuera del cambio de fase, un calentamiento se calcula aproximadamente con Q = mcΔT.
Los trece valores son referencias redondeadas para sustancias puras a una presión próxima a 1 atm. No son instrucciones para calentar estos materiales. El helio requiere un tratamiento separado. En mezclas y distintas formas cristalinas pueden cambiar los valores y los intervalos observados.
Trece valores de referencia
EJEMPLO 01
Agua (H₂O)
Punto de fusión aproximado: 0 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
El hielo ordinario puede coexistir con agua líquida cerca de 0 °C.
En este caso: 0 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Añadir calor durante la fusión cambia la proporción de hielo y agua, no necesariamente la temperatura.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 02
Argón (Ar)
Punto de fusión aproximado: −189,3 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
Un elemento gaseoso a temperatura ambiente también puede presentar una fase sólida.
En este caso: −189,3 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
No confundir este valor con su ebullición, cercana a −185,8 °C.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 03
Benceno (C₆H₆)
Punto de fusión aproximado: 5,5 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
Su transición sólido–líquido ocurre por encima de la temperatura de fusión del agua.
En este caso: 5,5 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Que dos sustancias sean líquidas a 25 °C no implica que se congelen a la misma temperatura.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 04
Etanol (C₂H₅OH)
Punto de fusión aproximado: −114 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
El etanol puro sigue siendo líquido a temperaturas en las que el agua pura ya puede estar congelada.
En este caso: −114 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
El valor corresponde al compuesto puro, no a una bebida ni a cualquier mezcla de alcohol y agua.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 05
Éter dietílico (C₄H₁₀O)
Punto de fusión aproximado: −116 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
Este dato se refiere al éter dietílico, también llamado éter etílico.
En este caso: −116 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
«Éter» también nombra una familia química: hay que identificar el compuesto antes de asignarle una temperatura.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 06
Mercurio (Hg)
Punto de fusión aproximado: −38,8 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
Puede ser un metal líquido a temperatura ambiente y solidificarse al enfriarse lo suficiente.
En este caso: −38,8 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
El punto de fusión es una temperatura; no indica cuánta energía necesita una masa concreta.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 07
Metano (CH₄)
Punto de fusión aproximado: −182,5 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
La fusión del metano sólido ocurre a temperatura criogénica.
En este caso: −182,5 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Estar por encima del punto de fusión no garantiza ser líquido: también hay que considerar la ebullición y la presión.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 08
Oxígeno (O₂)
Punto de fusión aproximado: −218,8 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
El oxígeno sólido se transforma en líquido a una temperatura mucho menor que la del hielo.
En este caso: −218,8 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Aquí se trata de oxígeno molecular puro; el aire es una mezcla.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 09
Nitrógeno (N₂)
Punto de fusión aproximado: −210 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
El punto de fusión del nitrógeno está por debajo de su ebullición, cercana a −195,8 °C.
En este caso: −210 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Nitrógeno líquido y nitrógeno sólido son fases diferentes del mismo elemento, N₂.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 10
Acetona (C₃H₆O)
Punto de fusión aproximado: −95 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
La acetona pura tiene un punto de fusión muy inferior a 0 °C.
En este caso: −95 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Un producto comercial con agua u otros disolventes puede comportarse de otra manera.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 11
Cloroformo (CHCl₃)
Punto de fusión aproximado: −63,5 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
Su punto de fusión está entre los del etanol y del mercurio.
En este caso: −63,5 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
El valor ayuda a comparar sustancias, pero no basta por sí solo para identificar una muestra.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 12
Tetracloruro de carbono (CCl₄)
Punto de fusión aproximado: −23 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
Su punto de fusión es mayor que el del cloroformo, aunque ambos son compuestos clorados.
En este caso: −23 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
Una semejanza en los nombres o fórmulas no obliga a tener las mismas propiedades.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
EJEMPLO 13
Naftaleno (C₁₀H₈)
Punto de fusión aproximado: 80 °C.
Clave: Temperatura de transición sólido–líquido
El naftaleno puro es sólido a 25 °C y necesita una temperatura mayor para fundirse.
En este caso: 80 °C es una temperatura, no una cantidad de calor.
No se atribuye este valor a cualquier producto comercial antipolillas: primero hay que conocer su composición.
Condiciones: Sustancia pura, aproximadamente 1 atm; valor redondeado de referencia.
Cinco ejemplos de energía y fusión
EJEMPLO 14
Fundir 100 g de hielo a 0 °C
¿Qué energía necesita una muestra de 100 g de hielo para convertirse en agua a 0 °C?
Clave: Q = mL_f
m = 100 g = 0,100 kg; L_f ≈ 334 kJ/kg.
Q = 0,100 kg × 334 kJ/kg = 33,4 kJ.
En este caso: El hielo absorbe aproximadamente 33,4 kJ.
El calor latente específico es energía por masa. 334 kJ/kg = 334 J/g ≈ 79,8 cal/g; no son 79 calorías sin indicar masa.
Condiciones: Agua pura a 1 atm, fusión completa; sin pérdidas ni calentamiento del recipiente.
EJEMPLO 15
Fusión parcial: no todo el hielo desaparece
Una muestra de 100 g de hielo a 0 °C recibe 16,7 kJ. ¿Cuánto se funde?
Clave: m_fundida = Q/L_f
m_fundida = 16,7 kJ ÷ 334 kJ/kg = 0,050 kg = 50 g.
Quedan 100 − 50 = 50 g de hielo junto a 50 g de agua.
En este caso: Solo se funde la mitad y la mezcla permanece cerca de 0 °C.
Recibir calor no obliga a subir de temperatura mientras coexisten las fases en estas condiciones.
Condiciones: 1 atm, equilibrio aproximado y sin pérdidas; energía insuficiente para fundir toda la muestra.
EJEMPLO 16
De hielo a −10 °C a agua a 20 °C
Calcula la energía para llevar 100 g de hielo desde −10 °C hasta agua líquida a 20 °C.
Clave: Q_total = mc_hieloΔT₁ + mL_f + mc_aguaΔT₂
Calentar hielo: Q₁ = 0,100 kg × 2,10 kJ/(kg·K) × 10 K = 2,10 kJ.
Fundirlo a 0 °C: Q₂ = 0,100 kg × 334 kJ/kg = 33,4 kJ.
Calentar agua: Q₃ = 0,100 kg × 4,18 kJ/(kg·K) × 20 K = 8,36 kJ.
Total: Q = 2,10 + 33,4 + 8,36 = 43,86 kJ ≈ 43,9 kJ.
En este caso: Hay tres etapas; la mayor parte de la energía se emplea en fundir.
Un intervalo de 10 °C equivale a 10 K. No se usa un único calor específico para atravesar el cambio de fase.
Condiciones: 1 atm; calores específicos aproximados y constantes en cada tramo; sin pérdidas ni recipiente.
EJEMPLO 17
Congelar agua libera energía
Se congelan 200 g de agua inicialmente a 0 °C. ¿Qué calor intercambia el agua?
Clave: Q_agua = −mL_f
Q_agua = −0,200 kg × 334 kJ/kg = −66,8 kJ.
En este caso: El agua libera 66,8 kJ hacia el entorno.
El signo negativo corresponde al sistema agua. Para el entorno que recibe esa energía, el signo es positivo.
Condiciones: 1 atm; solidificación completa a 0 °C; después podría enfriarse el hielo.
EJEMPLO 18
Calor molar de fusión
¿Cuánta energía requiere fundir 2,00 mol de hielo a 0 °C si ΔH_fus,m ≈ 6,01 kJ/mol?
Clave: Q = nΔH_fus,m
Q = 2,00 mol × 6,01 kJ/mol = 12,02 kJ ≈ 12,0 kJ.
Comprobación de escala: 334 kJ/kg × 0,0180 kg/mol ≈ 6,01 kJ/mol.
En este caso: El valor molar está expresado en kJ/mol; la energía total, en kJ.
L_f y ΔH_fus,m describen la misma transición por distinta cantidad de materia: kilogramo o mol.
Condiciones: Agua pura cerca de 0 °C, 1 atm; valores redondeados.
Volumen, equilibrio y pureza
EJEMPLO 19
Por qué aumenta el volumen al congelarse el agua
Estima el volumen de 100 g de agua al congelarse usando ρ_agua ≈ 1,00 g/mL y ρ_hielo ≈ 0,917 g/mL.
Clave: V = m/ρ
V_agua = 100 g ÷ 1,00 g/mL = 100 mL.
V_hielo = 100 g ÷ 0,917 g/mL ≈ 109,1 mL.
Aumento relativo ≈ (109,1 − 100)/100 × 100 = 9,1 %.
En este caso: El hielo ocupa alrededor de 1,09 veces el volumen inicial; la masa sigue siendo 100 g.
En un recipiente cerrado y lleno, esta expansión puede dañar las paredes. No es una ley universal para todas las sustancias.
Condiciones: Densidades aproximadas cerca de 0 °C, hielo ordinario y expansión libre para calcular volúmenes.
EJEMPLO 20
Equilibrio y sobreenfriamiento
¿Puede haber agua líquida a −3 °C sin que el punto de fusión deje de ser cercano a 0 °C?
Clave: Equilibrio de fases distinto de estado metaestable
Sí: puede permanecer temporalmente sobreenfriada si no se inicia la formación de cristales.
En cambio, hielo y agua en equilibrio a 1 atm coexisten cerca de 0 °C, sin transformación neta si no hay intercambio neto de energía.
En este caso: Una observación de líquido bajo 0 °C no redefine por sí sola la temperatura de equilibrio.
La nucleación es el inicio de cristales. El retraso no se explica solo por enfriar muy rápido; influyen superficies, impurezas y perturbaciones.
Condiciones: Agua pura a presión atmosférica; el sobreenfriamiento es un estado metaestable.
EJEMPLO 21
Un intervalo de fusión como indicio de impurezas
Una sustancia de referencia funde cerca de 80 °C. Una muestra comienza a fundir a 75 °C y termina a 79 °C.
Clave: Comparar inicio, final y condiciones de medida
La disminución y el intervalo más amplio pueden indicar impurezas, pero también hay que revisar calibración y velocidad de calentamiento.
En este caso: Es un indicio para investigar, no una identificación ni una prueba absoluta de pureza.
Muchas mezclas funden en un intervalo; algunas, como las eutécticas en su composición específica, pueden hacerlo a temperatura definida.
Condiciones: Ejemplo hipotético; misma presión y referencia de la misma forma cristalina.
El caso especial del helio
CONTRASTE 01
Helio: no tiene un punto de fusión normal a 1 atm
¿Es correcto asignar al helio −272,2 °C sin indicar presión?
Clave: He · caso especial
El helio no se solidifica por enfriamiento a presión atmosférica.
Para obtener helio sólido se necesita presión elevada, además de temperatura muy baja.
En este caso: No se incluye −272,2 °C como si fuera un punto de fusión normal comparable con los otros trece valores.
Un dato de transición debe ir unido a su presión y, cuando corresponda, al isótopo. No basta con añadir más decimales.
Condiciones: Helio a 1 atm para la comparación; el sólido requiere otras condiciones.
Seis ejercicios para practicar
Distingue temperatura, energía y cantidad de materia antes de elegir la fórmula.
- Ordena de menor a mayor punto de fusión: agua (0 °C), mercurio (−38,8 °C) y naftaleno (80 °C).
- ¿Cuánto calor necesita fundir 50 g de hielo a 0 °C? Usa L_f = 334 kJ/kg.
- 100 g de hielo a 0 °C reciben 8,35 kJ. ¿Cuánto hielo queda?
- Usa los datos del ejemplo 16 para calentar 100 g de hielo de −10 °C a agua a 10 °C.
- ¿Qué unidad corresponde a ΔH_fus,m: °C, kJ o kJ/mol?
- ¿Una muestra que funde a temperatura definida tiene pureza demostrada?
Ver soluciones explicadas
- Mercurio < agua < naftaleno. Un número negativo es menor que cero.
- Q = 0,050 × 334 = 16,7 kJ; sin pérdidas, a 1 atm.
- Se funden 8,35/334 = 0,025 kg = 25 g; quedan 75 g de hielo a unos 0 °C.
- Q = 2,10 + 33,4 + 0,100 × 4,18 × 10 = 39,68 kJ ≈ 39,7 kJ.
- kJ/mol. Los grados Celsius expresan temperatura; los kJ expresan energía total.
- No. Es un dato compatible con una sustancia pura, pero no suficiente: algunas mezclas eutécticas también tienen una transición definida.
Cómo elegir el cálculo
- Sube o baja la temperatura sin cambiar de fase: Q = mcΔT, con el calor específico de esa fase.
- Funde una masa a su temperatura de fusión: Q = mL_f.
- Funde una cantidad expresada en moles: Q = nΔH_fus,m.
- Se solidifica: la muestra libera energía; Q es negativo si se cuenta positivo el calor recibido por ella.
- Hay varias etapas: calcular cada tramo y sumar. El calor específico no sustituye al calor latente.
- Se necesita el volumen: V = m/ρ. Un cambio de volumen no implica un cambio de masa.
Errores frecuentes
- Confundir fundir y disolver: un sólido que se disuelve en agua no ha pasado necesariamente a su fase líquida pura.
- Escribir el calor molar en kJ: falta «por mol»; la unidad es kJ/mol.
- Sumar 273,15 a un intervalo: ΔT = 10 °C equivale a 10 K; el desplazamiento se usa para temperaturas, no diferencias.
- Suponer que más calor siempre eleva T: durante la fusión de la sustancia pura en equilibrio, puede cambiar la fracción líquida a T constante.
- Asignar estado solo con el punto de fusión: la presión y la temperatura de ebullición también importan.
- Tomar −272,2 °C como fusión normal del helio: a 1 atm no se obtiene helio sólido por enfriamiento.
- Certificar pureza con un solo dato: revisar intervalo, condiciones, referencia y posibles mezclas.
Referencias
Selección y desarrollo: Editorial Ejemplode. Consultadas el 7 de octubre de 2026.
- OpenStax · Cambios de fase y calor latente. Calor latente específico, curvas térmicas y valores aproximados del agua.
- OpenStax · Transiciones de fase. Equilibrio, fusión y entalpía molar.
- Sacramento State · Laboratorio de bajas temperaturas. Necesidad de presión elevada para solidificar helio.
- Universidad de Illinois · Sobreenfriamiento y nucleación. Inicio de cristales y estado sobreenfriado.
- USGS · Densidad del agua. Densidad del hielo y aumento de volumen.
- Datos de argón. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de benceno. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de etanol. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de éter dietílico. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de mercurio. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de metano. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de oxígeno. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de nitrógeno. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de acetona. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de cloroformo. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de tetracloruro de carbono. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Datos de naftaleno. Temperatura de transición usada en el ejemplo; valor redondeado, no medición propia.
- Universidad de Texas · Fusión y pureza. Intervalo de fusión, impurezas solubles y mezclas eutécticas.