TEORIA CALOR.docx

8/11/2019 TEORIA CALOR.docx

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Material Especfico (C e) Fusin (l f ) Vaporizacin (lKcal/kg.C kJ/kg.K kJ/kg kJ/kg

Aceite de Oliva Acero Agua Alcohol Alpaca Aluminio Antimonio AzufreBronceCadmioCarbn MineralCarbn VegetalCincCobaltoCobreCromoEstaoEter etlicoFenol

GlicerinaHierroLadrillo RefractarioLatnManganesoMercurioMicaNaftalinaNquel

OroParafinaPlataPlatinoPlomoPotasio

0,4000,1101,0000,6000,0950,2170,0500,1790,0860,0560,3100,2010,0930,1040,0930,1080,0600,540

-

0,5800,1130,2100,0940,1100,0330,210

-0,110

0,0310,7780,0560,0310,0310,019

1,6750,4604,1832,5130,3980,9090,2100,7500,3600,2341,3000,8400,3890,4350,3890,4520,2502,261

-

2,4300,4730,8800,3940,4600,1380,880

-0,461

0,1303,2600,2350,1300,1300,080

-205335

--

37716438-

46--

11724317259

113113109

176--

16815511,7

-151234

671471091132359

--

2250880

---------------

-----

281---

------


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ToluenoVidrio

0,3800,200

1,5900,838

--

365-

para maz de 1,5 KJ/KgC

RESUMEN

La prctica d elaboratorio consisti bsicamente en tomar varias muestras dediferentesalimentos introducidos en agua con temperatura e levada y someterlos a unco nt ac to trmico con agua en temperatur aambiente y esperar a que alcanzaran unatemperaturad eequilibrio y mediante algunos clculos poder obtenere lcalor es pe ci fi co de es to scuerpos.Los clculos que se realizaron en esta prctica se

basaron en la conservacin delae n e r g a ( s e g u n d a l e y d e l a t e r m o d i n m i c a ) , e s d e c i r , c u a n d oun a mu es t r a qu e s eencuentra en un sis tema cerrado in teracciona con ot ra,el ca lo r ti en de a di vidi rse po r igual, hasta que el sistema alcanza un equilibriotrmico .Esta practica se realizo a las condiciones de 756mmHg de presin, unatemperaturade 21.6C y un porcentaje de humedad relativa de 96%. Se obtuvo un error

porcentuald e l 5 . 0 1 4 % e n e l c a l o r e s p e c f i c o d e l f r i j o l e s t o d e b i d o afa l t a de p r ec i s i n en l a s pesadas e r ro res vi sua les al momento de tomar l atemp eratur a y al go mu y re sa lt an te tambin es la fuga de calor al medio ambiente locual hace variar la temperatura final deequilibrio. Este valor porcentual se hallocomparando el valor experimental con unvalor terico aproximado, ya que el calorespecfico de las menestras varia de acuerdo ala c o m p o s i c i n d e c a d a u n a d e s t a s , l a c u a l t i e n d e a s e r d i f e r e n t e s e g n d i v e r s o s fa ct ore s qu e loafectan, como la composicin del suelo, el t ipo de cosecha, el t ipodelegumbre, etc.Como conclusin podramos afirmar que distintas sustanciast ienen diferentescapacidades para almacenar energa interna al igual que paraabsorber energa ya queuna parte de la en erga hace aumentar la rapidez detraslacin de la s molc ulas y este tipo de movimiento es el responsable del aumento enla temperatura.

U n a d e l a s r e c o m e n d a c i o n e s p r i n c i p a l e s a l a h o r a d e r e a l i z a r e s t a p r c t i c ad e l a b o r a t o r i o s e r i a , a n t e s d e e m p e z a r e l e x p e r i m e n t o , v e r i f i c a r q u e e l t e r m o e s t c om pl et am en te l im pi o y v ac o , e s d ec ir , q ue n otenga gotas de agua, pues esto puedeinfluir en los resultados. Cada vez queusemos el termo despus de cada experimentorealizar esta inspeccin.
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PRINCIPIOS TEORICOSTermodinmica: C a m p o d e l a f s i c a q u e d e s c r i b e y r e l a c i o n a l a s p r o p i e d a d es f s i c a s d e s i s t e m a s mac ro scp icos ( co nj un to d e mat er ia q ue s e p uedeaislar espacialmente y que coexistecon un entorno infinito e imperturbable)de materia y energa. El estado de uns i s t e m a m a c r o s c p i c o e n e q u i l i b r i o p u e d e d e s c r i b i r s e m e d i a n t e v a r i a

b l e s t e r m o d i n m i c a s , p r o p i e d a d e s m e d i b l e s c o m o l a t e m p e r a t u r a , l

a p r e s i n o e l v o l u m e n . E s p o s i b l e i d e n t i f i c a r y r e l a c i o n a r e n t r e s m u c h a s o t r a s v a r i a b l e s ( c o m o l a d e n s i d a d , e l c a l o r e sp ec fi co, l acompresibilid ad o el co eficiente d e expansi n trmica), con lo qu e se obtieneuna descripcin ms completa de un sistema y de su relacin con el entorno.Cuan do unsistema macroscpico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice quetienelugar un proceso termodinmico Leyes de la termodinmicaPrincipio cero de la termodinmica Este principioe s t a b l e c e q u e e x i s t e u n a d e t e r m i n a d a p r o p i e d a d , de n o m i n a d a temperatura emprica , q u e e s c o m n p a r a t od o s l o s e s t a d o s d e equilibrio termodinmico que se encuentren enequilibrio mutuo con uno dado. Tiene

tremendai m p o r t a n c i a e x p e r i m e n t a l p u e s p e r m i t e c o n s t r u i r i n s t r u m e n t o s q u e m i d a n l a t emperaturade un sistema pero no resulta tan importante en el marco terico delatermodinmica.E lequilibrio termodinmico de un sistema se define como la condicin delmismo en elcual las vari ables empricas usadas para d efinir o dar a co nocer unestado del sistema(presin, volumen, campo elctrico, polarizacin, magnetizacin,tensin lineal, tensinsuperficial, coordenadas en el plano x, y) no sondependientes del t iempo. A dichasvariables empricas (experimentales) de u n
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sistema se las conoce como coordenadas trmicas y dinmicas dels i s t e m a . E s t e p r i n c i p i o f u n d a m e n t a l , a u n s i e n d o a m p l i a m e n t e a c e p t a do , n o f u e f o r m u l a d o f o r m a l m e n t e h a s t a d e s p u s d e h a b e r s e e n u n c i a do l a s o t r a s t r e s l e y e s . D e a h q u e recibiese el nombre de principio cero. Primera ley de la termodinmica

Tambin conocida como principiode conservacin de la energa para la termodinmica en realidad el primer principio dice ms que una ley de conservacin ,e sta bl ec eq u e s i s e r e a l i z a t r a b a j o s o b r e u n s i s t e m a o b i e n s t ei n t e r c a m b i a c a l o r c o n o t r o , l a energa interna del sistema cambiar. Visto deotra forma, esta ley permite definir elcalor como la energa necesaria quedebe intercambiar el sistema para compensar lasdiferencias entre trabajo yenerga interna. Fue propuesta por Nicolas L onard Sadi Carnot en1824, en suobra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre lasmquinasadecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros

pri ncipios de la termodinmica. Esta obra fue incomprendida por loscientficos de supoca, y ms tarde fue uti l izada por Rudolf Clausius yLordKelvin para form ular, deuna manera matemtica, las bases de la termodinmica.Laecuacin general de la conservacin de la energa es la siguiente: Eentra Esale = Esistema Q u e a p l i c a d a a l a t e r m o d i n m i c a t e n i e n d o e n c ue n t a e l c r i t e r i o d e s i g n o s termodinmico , queda de la forma: U = Q W Ilustracin de la segunda ley mediante una mquina trmica Segunda ley de la termodinmica E s t a l e y a r r e b a t a l a d i r e c c i n e n l a q u e d e b e n ll e v a r s e a c a b o l o s procesos termodinmicos y, por lo tanto, la imposibilidadde que ocurran en el sentidocontrario( p o r e j e m p l o , q u e u n a m a n c h a d e t i n t a d i s p e r s ad a e n e l a g u a p u e d a v o l v e r a c o n c e n t r a r s e e n u n p e q u e o v ol u m e n ) . Ta m b i n e s t a b l e c e , e n a l g u n o s c a s o s , l a i m p o s i b i l i d a d d e co n v e r t i r c o m p l e t a m e n t et o d a l a e n e r g a d e u n t i p o e n o t r o s i n prdidas. De esta forma, la segunda leyimpone restricciones para las transferencias deenerga que hipotticamente pudieranllevarse a cabo teniendo en cuenta slo el Primer Prin cipi o. Es ta le y ap oy a to do sucontenido aceptando la existencia de una magnitudfsica llamad aentropa, de talmanera que, para un sistema aislado (que no intercambiamat er ia ni en er g a co nsu entorno), la variacin de la entropa siempre debe ser mayor quecero.D e b i d o a e s t a l e y t a m b i n s e t i e n e q u e e l f l u j o e s p o n t ne o d e c a l o r s i e m p r e e s u n i d i r e c c i o n a l , d e s d e l o s c u e r p o s d e m a y o r t e m p e r a t u r a h a c i a l o s d e m e n o r temperatura, hastalograr un equilibrio trmico.La a p l i c a c i n m sc o n o c i d a e s l a d e l a s m q u i n a s t r m i c a s , q u eob t i en en t r ab aj o mecnico mediante aporte de calor de una fuente o fococa li en te , par a ce der pa rt e deeste calor a la fuente o foco o sumidero frio. La diferenciaentre los dos calores tiene suequivalente en el trabajo mecnico obtenido.Existen
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numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacndose elde Clausiusy el de Kelvin.

Enunciado de Clausius Diagrama de lciclo de Carnot en funcin de la presin y elvolumen. En palabras de Searses : "No es posible n ingn proceso cuyo nico resultado sea laex tr ac ci n d ec a l o r d e u n r e c i p i e n t e a u n a c i e r t a t e m p e r a t u r a y l a a b s o r c i n d eu n a cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura ms elevada". Enunciado de Kelvin No existe nin gn disp ositivo que, operando por ciclos , a b s o r b a c a l o r d e

u n a n i c a fuente (E.absorbida) y lo convierta ntegramente en trabajo (E.til). Otra interpretacin Es imposible construir una mquina trmica cclica que transforme calor en trabajosinaumentar la energa termodinmica del ambiente. Debido a esto podemos concluir queelrendimiento energtico de una mquina trmica cclica que convierte calor entrabajosiempre ser menor a la unidad y sta estar ms prxima a la unidad cuanto mayors e a e l r e n d i m i e n t o e n e r g t i c o d e l a m i s m a . E s d e c i r , c u a n t o m a y o rs e a e l r e n d i m i e n t o energtico de una mquina trmica, menor ser el impacto en elambiente, y viceversa. Tercera ley de la termodinmica La Tercera de las leyes de la termodinmica, propuesta por Walther Nernst , afirma quees

imposible alcanzar una temperatura igual a lcero absoluto mediante un nmero finitode procesos fsicos. Puede formularse tambin como que a medida que un sistema dadoseaproxima al cero absoluto, su entropa t iende a un valor consta nte especfico.Laentropa de los slidos cristalinos puros puede considerarse cero bajotemperaturasiguales al cero absoluto. No es una nocin exigida por laTermodinmica clsica, asque es probablemente inapropiado tratarlo deley. E s i m p o r t a n t e r e c o r d a r q u e l o s
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Cero_absolutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cero_absolutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cero_absolutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnot


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capacidad calrica de un cuerpo, ni el calor especfico del material son constantes,sino quedependen de la situacin del intervalo de temperatura escogido. Sin embargo,dentro de unaamplitud trmica determinada sin cambio de estado, podemos tomar esosval ore s comoconstantes. En el caso del agua, por ejemplo, el calor especfico varamenosde 1% de su valor 1,00 cal/ C dentro del intervalo de temperatura comprendidoentre 0 y

100 C. Ecuaciones bsicas El calor especfico medio ( ) c o r r e s p o n d i e n t e a u n c i e r t o i n t e r v a l o d e t e m p e r a t u r a s se define en laforma: 8

Calor especficoEl calor especfico es una magnitud fsica que se define como la cantidad decalor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema

termodinmico para elevar su temperatura en una unidad. En general, el valor
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica


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del calor especfico depende del valor de la temperatura inicial .1 2 Se le

representa con la letra (minscula).

De forma anloga, se define la capacidad calorfica como la cantidad

de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevarsu temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la

letra (mayscula).

Por lo tanto, el calor especfico es el cociente entre la capacidad calorfica y la

masa, esto es donde es la masa de la sustancia .1

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1 Introduccin o 1.1 Ecuaciones bsicas

o 1.2 Cantidad de sustancia

o 1.3 Conceptos relacionados

2 Unidades

o 2.1 Unidades de calor

o 2.2 Unidades de calor especfico

3 Factores que afectan el calor especfico

o 3.1 Grados de libertad

o 3.2 Masa molar

o 3.3 Enlaces puente de hidrgeno

o 3.4 Impurezas

4 Tabla de capacidades calorficas

5 Materiales de construccin

6 Vase tambin

7 Referencias

8 Bibliografa

9 Enlaces externos

Introduccin [editar ]

El calor especfico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es

representativo de cada materia; por el contrario, la capacidad calorfica es
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Introducci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Introducci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Ecuaciones_b.C3.A1sicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Ecuaciones_b.C3.A1sicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Cantidad_de_sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Cantidad_de_sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Conceptos_relacionadoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Conceptos_relacionadoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Unidades_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Unidades_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Unidades_de_calor_espec.C3.ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Unidades_de_calor_espec.C3.ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Factores_que_afectan_el_calor_espec.C3.ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Factores_que_afectan_el_calor_espec.C3.ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Grados_de_libertadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Grados_de_libertadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Enlaces_puente_de_hidr.C3.B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Enlaces_puente_de_hidr.C3.B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Impurezashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Impurezashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Tabla_de_capacidades_calor.C3.ADficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Tabla_de_capacidades_calor.C3.ADficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Materiales_de_construcci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Materiales_de_construcci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#V.C3.A9ase_tambi.C3.A9nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#V.C3.A9ase_tambi.C3.A9nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Referenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Referenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Bibliograf.C3.ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Bibliograf.C3.ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Enlaces_externoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Enlaces_externoshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=1http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttp://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=1http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Enlaces_externoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Bibliograf.C3.ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Referenciashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#V.C3.A9ase_tambi.C3.A9nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Materiales_de_construcci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Tabla_de_capacidades_calor.C3.ADficashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Impurezashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Enlaces_puente_de_hidr.C3.B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#Grados_de_libertadhttp://es.wikipe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9/23

una propiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistema

particular .3 (Ver tabla en: Calor especfico y capacidad calorfica de algunos

materiales .)

Cuanto mayor es el calor especfico de las sustancias, ms energa calorficase necesita para incrementar la temperatura. Por ejemplo, se requiere ocho

veces ms energa para incrementar la temperatura de un lingote

de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa .nota 1

El trmino "calor especfico" tiene su origen en el trabajo del fsico Joseph

Black , quien realiz variadas medidas calorimtricas y us la frase capacidad

para el calor .4 En esa poca la mecnica y la termodinmica se consideraban

ciencias independientes, por lo que actualmente el trmino podra parecer

inapropiado; tal vez un mejor nombre podra ser transferencia de energa

calorfica especfica , pero el trmino est demasiado arraigado para ser

reemplazado .5

Ecuaciones bsicas [editar ]

El calor especfico medio ( ) correspondiente a un cierto intervalo detemperaturas se define en la forma:

donde es la transferencia de energa en forma calorfica entre el sistema y

su entorno u otro sistema, es la masa del sistema (se usa una n cuando se

trata del calor especfico molar ) y es el incremento de temperatura que

experimenta el sistema. El calor especfico ( ) correspondiente a unatemperatura dada se define como:

El calor especfico ( ) es una funcin de la temperatura del sistema; esto

es, . Esta funcin es creciente para la mayora de las sustancias (excepto

para los gases monoatmicos y diatmicos ). Esto se debe a efectos cunticos

que hacen que los modos de vibracin estn cuantizados y solo estn

accesibles a medida que aumenta la temperatura. Conocida la funcin , la
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10/23

cantidad de calor asociada con un cambio de temperatura del sistema desde la

temperatura inicial a la final se calcula mediante la integral siguiente:

En un intervalo donde la capacidad calorfica sea aproximadamente constante

la frmula anterior puede escribirse simplemente como:

Cantidad de sustancia [editar ]

Cuando se mide el calor especfico en ciencia e ingeniera, la cantidad de

sustancia es a menudo de masa , ya sea en gramos o en kilogramos , ambos

del SI . Especialmente en qumica, sin embargo, conviene que la unidad de lacantidad de sustancia sea el mol al medir el calor especfico, el cual es un

cierto nmero de molculas o tomos de la sustancia .6 Cuando la unidad de la

cantidad de sustancia es el mol, el trmino calo r es pec fic o m ol ar se puede

usar para referirse de manera explcita a la medida; o bien usar el

trmino calo r es p ec fi c o m s ic o , para indicar que se usa una unidad de

masa.

Conceptos relacionados [editar ]

Hay dos condiciones notablemente distintas bajo las que se mide el calor

especfico y stas se denotan con sufijos en la letra . El calor especfico de

los gases normalmente se mide bajo condiciones de presin constante

(Smbolo: ). Las mediciones a presin constante producen valores mayores

que aquellas que se realizan a volumen constante ( ), debido a que en el

primer caso se realiza un trabajo de expansin.

El cociente entre los calores especficos a presin constante y a volumen

constante para una misma sustancia o sistema termodinmico se

denomina coeficiente adiabtico y se designa mediante la letra griega

(gamma ).7 Este parmetro aparece en frmulas fsicas, como por ejemplo la

de la velocidad del sonido en un gas ideal.
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11/23

El calor especfico de las sustancias distintas de los gases monoatmicos no

est dado por constantes fijas y puede variar un poco dependiendo de la

temperatura .nota 2 Por lo tanto, debe especificarse con precisin la temperatura

a la cual se hace la medicin. As, por ejemplo, el calor especfico del agua

exhibe un valor mnimo de 0,99795 cal/(gK) para la temperatura de 34,5 C,

en tanto que vale 1,00738 cal/(gK) a 0 C. Por consiguiente, el calor especfico

del agua vara menos del 1 % respecto de su valor de 1 cal/(gK) a 15 C, por

lo que a menudo se le considera como constante.

La presin a la que se mide el calor especfico es especialmente importante

para gases y lquidos.

Unidades[editar ]

Unidades de calor [editar ]

La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional es el joule (J).

La calora (cal) tambin se usa frecuentemente en las aplicaciones cientficas y

tecnolgicas. La calora se define como la cantidad de calor necesario para

aumentar en 1 C y a la presin de una atmsfera (1 atm), la temperatura de

un gramo de agua destilada, en el intervalo de 14,5 C a 15,5 C .8 Es decir,

tiene una definicin basada en el calor especfico. Hay que hacer notar que la

calora no est reconocida en el Sistema Internacional , de modo que en

muchos pases est prohibido su uso en cualquier documento pblico o

privado ,9 por lo que no es aconsejable su uso porque en cualquier litigio que

pudiera haber, decidira la balanza en contra del que la utilice.

Unidades de calor especfico [editar ]

En el Sistema Internacional de Unidades, el calor especfico se expresa en

joules por kilogramo y por kelvin (Jkg 1 K1); otra unidad, no perteneciente al

SI, es la calora por gramo y por kelvin (calg 1 K1). As, el calor especfico delagua es aproximadamente 1 cal/(gK) en un amplio intervalo de temperaturas,

a la presin atmosfrica; y exactamente 1 calg 1 K1 en el intervalo de 14,5 C

a 15,5 C (por la definicin de la unidad calora ).
http://es.wikipedia.org/wiki/Monoat%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Monoat%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Monoat%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-9http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=5http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=5http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=5http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=6http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=6http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=6http://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-11http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-11http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-11http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=7http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=7http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-11http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=6http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=5http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Monoat%C3%B3mico


12/23

En los Estados Unidos , y en otros pocos pases donde se sigue utilizando

el Sistema Anglosajn de Unidades , en aplicaciones no cientficas, el calor

especfico se suele medir en BTU (unidad de calor) por libra (unidad de masa)

y grado Fahrenheit (unidad de temperatura).

La BTU se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar un

grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en condiciones

atmosfricas normales .10

Factores que afectan el calor especfico [editar ]

Las molculas tienen una estructura interna porque estn compuestas de tomos que tienendiferentes formas de moverse en las molculas. La energa cintica almacenada en

estos grados de libertad internos no contribuye a la temperatura de la sustancia sino a su calor

especfico.

Grados de libertad [editar ]

El comportamiento termodinmico de las molculas de los

gases monoatmicos , como el helio y de los gases diatmicos , como

el hidrgeno es muy diferente. En los gases monoatmicos, la energa

interna corresponde nicamente a movimientos de traslacin . Los movimientos

traslacionales son movimientos de cuerpo completo en un espacio

tridimensional en el que las partculas se mueven e intercambian energa en

colisiones en forma similar a como lo haran pelotas de goma encerradas en un

recipiente que se agitaran con fuerza. (vea la animacin aqu ). Estos
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movimientos simples en los ejes dimensionales X, Y, y Z implican que los

gases monoatmicos solo tienen tres grados de libertad traslacionales.

Las molculas con mayor atomicidad, en cambio tienen varios grados de

libertad internos , rotacionales y vibracionales, adicionales ya que son objetoscomplejos. Se comportan como una poblacin de tomos que pueden moverse

dentro de una molcula de distintas formas (ver la animacin a la derecha). La

energa interna se almacena en estos movimientos internos. Por ejemplo,

e lNitrgeno , que es una molcula diatmica , tiene cinco grados de libertad

disponibles: los tres traslacionales ms dos rotacionales de libertad interna.

Cabe destacar que la capacidad calorfica molar a volumen constante de los

gases monoatmicos es , siendo R la Constante Universal de los gases

ideales , mientras que para el Nitrgeno (biatmico) vale , lo cual muestraclaramente la relacin entre los grados de libertad y el calor especfico.

Masa molar [editar ] Artculo principal: Masa molar

Una de las razones por las que el calor especfico adopta diferentes valores

para diferentes sustancias es la diferencia en masas molares , que es la masa

de un mol de cualquier elemento, la cual es directamente proporcional a la

masa molecular del elemento, suma de los valores de las masas atmicas dela molcula en cuestin. La energa calorfica se almacena gracias a la

existencia de tomos o molculas vibrando . Si una sustancia tiene una masa

molar ms ligera, entonces cada gramo de ella tiene ms tomos o molculas

disponibles para almacenar energa. Es esta la razn por la que el hidrgeno ,

la sustancia con la menor masa molar, tiene un calor especfico tan elevado;

porque un gramo de esta sustancia contiene una cantidad muy grande de

molculas.

Una consecuencia de este fenmeno es que, cuando se mide el calor

especfico en trminos molares la diferencia entre sustancias se hace menos

acusada, y el calor especfico del hidrgeno deja de ser atpico. Del mismo

modo, las sustancias moleculares (que tambin absorben calor en sus grados

internos de libertad), pueden almacenar grandes cantidades de energa por
http://es.wikipedia.org/wiki/Dimensi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Dimensi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diat%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diat%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diat%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_Universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_Universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_Universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_Universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=10http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=10http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=10http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vibraci%C3%B3n_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vibraci%C3%B3n_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vibraci%C3%B3n_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vibraci%C3%B3n_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_espec%C3%ADfico&action=edit&section=10http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_Universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_Universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Diat%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dimensi%C3%B3n


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mol si se trata de molculas grandes y complejas, y en consecuencia su calor

especfico medido en trminos msicos es menos notable.

Ya que la densidad media de un elemento qumico est fuertemente

relacionada con su masa molar, en trminos generales existe una fuertecorrelacin inversa entre la densidad del slido y su c p (calor especfico a

presin constante medido en trminos msicos). Grandes lingotes de slidos

de baja densidad tienden a absorber ms calor que un lingote pequeo de un

slido de la misma masa pero de mayor densidad ya que el primero por lo

general contiene ms tomos. En consecuencia, en trminos generales, hay

una correlacin cercana entre el volumen de un elemento slido y su

capacidad calorfica total. Sin embargo, hay muchas desviaciones de esta

correlacin general.Enlaces puente de hidrgeno [editar ]

Artculo principal: Enlace por puente de hidrgeno

Las molculas que contienen enlaces polares de hidrgeno tienen la capacidad

de almacenar energa calorfica en stos enlaces, conocidos como puentes de

hidrgeno.

Impurezas [editar ]

En el caso de las aleaciones , hay ciertas condiciones en las cuales pequeasimpurezas pueden alterar en gran medida el calor especfico medido. Las

aleaciones pueden mostrar una marcada diferencia en su comportamiento

incluso si la impureza en cuestin es uno de los elementos que forman la

aleacin; por ejemplo, las impurezas en

aleaciones semiconductorasferromagnticas pueden llevar a mediciones muy

diferentes, tal como predijeron por primera vez White y Hogan .11

Tabla de capacidades calorficas [editar ]
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Sustancia Fase

c p (msico)Jg 1 C

1

c p (molar)

Jmol 1 K 1

c v (molar)

Jmol 1 K 1

Capacidadcalorfica

volumtrica

J cm3

K 1

Gasmonoatmico (Ideal)

gas R = 20,8 R = 12,5

Helio gas 5,1932 20,8 12,5

Argn gas 0,5203 20,8 12,5

Gasdiatmico (Ideal) gas R = 29.1 R = 20.8

Hidrgeno gas 14,30 28,82 20.4

Nitrgeno gas 1,040 29,12 20,8

Oxgeno gas 0,918 29,4 21,1

Aire (encondicionestpicas dehabitacin nota 3 )

gas 1,012 29,19

Aluminio slido 0,897 24,2 2,422

Amonaco lquido 4,700 80,08 3,263
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Sustancia Fase

c p (msico)Jg 1 C

1

c p (molar)

Jmol 1 K 1

c v (molar)

Jmol 1 K 1

Capacidadcalorfica

volumtrica

J cm3

K 1

Antimonio slido 0,207 25,2 1,386

Arsnico slido 0,328 24,6 1,878

Berilio slido 1,82 16,4 3,367

Carbono (diamante) slido 0,519

Carbono (grafito) slido 0,711

Cobre slido 0,385 24,47 3,45

Diamante slido 0,5091 6,115 1,782

Etanol lquido 2,44 112 1,925

Gasolina lquido 2,22 228

Oro slido 0,1291 25,42 2,492

Plata slido 0,237 25,56

Grafito slido 0,710 8,53 1,534
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Sustancia Fase

c p (msico)Jg 1 C

1

c p (molar)

Jmol 1 K 1

c v (molar)

Jmol 1 K 1

Capacidadcalorfica

volumtrica

J cm3

K 1

Hierro slido 0,450 25,1 3,537

Nquel slido 0,444

Plomo slido 0,129 26,4 1,44

Wolframio slido 0,133

Titanio slido 0,523

Litio slido 3,58 24,8 1,912

Magnesio slido 1,02 24,9 1,773

Mercurio lquido 0,1395 27,98 1,888

Nen gas 1,0301 20,7862 12,4717

cera de parafina slido 2,5 900 2,325

Slice (fundido) slido 0,703 42,2 1,547

Uranio slido 0,116 27,7 2,216
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Sustancia Fase

c p (msico)Jg 1 C

1

c p (molar)

Jmol 1 K 1

c v (molar)

Jmol 1 K 1

Capacidadcalorfica

volumtrica

J cm3

K 1

Agua gas(100 C)

2,080 37,47 28,03

Agua lquido(25 C)

4,1813 75,327 74,53 4,184

Agua slido(0 C) 2,114 38,09 1,938

Almina Al 2O3 slido 0,160

MgO slido 0,457

SiC slido 0,344

Nylon 66 slido 1,20-2,09

Fenlicos slido 1,40-1,67

Polietileno (AD) slido 1,92-2,30

Polipropileno slido 1,880

Politetrafluoretilen slido 1,050
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Sustancia Fase

c p (msico)Jg 1 C

1

c p (molar)

Jmol 1 K 1

c v (molar)

Jmol 1 K 1

Capacidadcalorfica

volumtrica

J cm3

K 1

o

Todas las medidas son a 25 C a menos que se indique lo contrario,Los mnimos y mximos notables se muestran en negrita.

1. Volver arriba Divida el calor especfico msico del Magnesio entre 8 y

comprobar que es muy cercano a ocho veces el del Plomo. El calorespecfico del agua es igual a 0,99795 cal/(gK.

2. Volver arriba Puede notar que el calor especfico (molar) de los gases

monoatmicos se comporta de acuerdo a ciertas constantes, mientras que los

valores predichos para otros gases no se ajustan con la misma precisin.

3. Volver arriba Suponiendo una altitud de 194 metros (el promedio de la

poblacin mundial), una temperatura de 23 C, un 40,85 % de humedad y

760 mmHg de presin.

Materiales de construccin [editar ] Estos datos son de utilidad al calcular los efectos del calor sobre los materiales

que formen un edificio:

Sustancia Estado de agregacin c p J g 1 K 1

Asfalto slido 0,92

Ladrillo slido 0,84

Hormign slido 0,88
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Vidrio , slice slido 0,84

Vidrio , crown slido 0,67

Vidrio , flint slido 0,503

Vidrio , pyrex slido 0,876

Granito slido 0,790

Yeso slido 1,09

Mrmol , mica slido 0,880

Arena slido 0,835

Suelo slido 0,80

Madera slido 0,49

FsicaTermodinmica: Unidades de Cantidad de Calor. Capacidad trmica. Calor especfico. Ecuacin fundamental dela calorimetra. Calor sensible y calor latente de un cuerpo

CALORIMETRIACALOR: es la energa en trnsito (en movimiento) entre 2 cuerpos o sistemas, proveniente de la existencia de unadiferencia de temperatura entre ellos.

Unidades de Cantidad de Calor (Q)Las unidades de cantidad de calor (Q) son las mismas unidades de trabajo (T).

Sistema de Medida

Sistema Tcnico

Sistema Internacional (S.I.) o M.K.S.

Sistema C.G.S.

Unidad de Medida

Kilogrmetro (Kgm)

Joule (J)

Ergio (erg)

Hay otras unidades usadas como Calora (cal), Kilocalora (Kcal), British Termal Unit (BTU).
http://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Granitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Granitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_(mineral)http://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_(mineral)http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Micahttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_(mineral)http://es.wikipedia.org/wiki/Granitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio


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Calora: es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 C a 15,5 C ala presin de 1 atmsfera (Presin normal).

Relacin entre uni dades

1 kgm = 9,8 J1 J = 10 7 erg1 kgm = 9,8.10 7 erg

1 cal = 4,186 J1 kcal = 1000 cal = 10 cal1 BTU = 252 cal

Calor de combustin: es la razn entre la cantidad de calor (Q) que suministrada por determinada masa (m) de uncombustible al ser quemada, y la masa considerada.

Q c...calor de combustin ( en cal/g)

Q c = Q/mCapacidad trmica de un cuerpo: es la relacin entre la cantidad de calor (Q) recibida por un cuerpo y lavariacin de temperatura (t) que ste experimenta.

Adems, la capacidad trmica es una caracterstica de cada cuerpo y representa su capacidad de recibir o cedercalor variando su energa trmica.

C ...capacidad trmica ( en cal/C)

Calor especfico de un cuerpo: es la razn o cociente entre la capacidad trmica (C) de un cuerpo y la masa (m)de dicho cuerpo.

Adems, en el calor especfico se debe notar que es una caracterstica propia de las sustancias que constituye elcuerpo, en tanto que la capacidad trmica (C) depende de la masa (m) y de la sustancia que constituye el cuerpo.

C ...calor especfico ( en cal/g.C)

Tambin, debemos notar que el calor especfico de una sustancia vara con la temperatura, aumentando cuandoest aumenta; pero en nuestro curso consideraremos que no vara

El calor especfico del agua es la excepcin a est regla, pues disminuye cuando la temperatura aumenta en elintervalo de 0 C a 35 C y crece cuando la temperatura es superior a 35 C.

En nuestro cur so consideraremos el calor especfico (c) del agua " constante" en el interval o de 0 C a 100 C yes igual a 1 cal / g x C

Tabl a del cal or especfi co de algunas sustancias

C agua = 1 cal/g.C

C hielo = 0,5 cal/g.C

C aire = 0,24 cal/g.C

C aluminio = 0,217 cal/g.C

C plomo = 0,03 cal/g.C

C hierro = 0,114 cal/g.C

C latn = 0,094 cal/g.C

C mercurio = 0,033 cal/g.C

C cobre = 0,092 cal/g.C

C plata = 0,056 cal/g.C

Ecuacin fundamental de la calorimetra

Q... cantidad de calor

m... masa del cuerpo

c... calor especfico del cuerpo

t... variacin de temperatura


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Observacin: Para que el cuerpo aumente de temperatura; tiene que recibir calor, para eso la temperatura t f debeser mayor que la temperatura t o ; y recibe el nombre de calor recibido.

tf > t o calor recibido (Q > 0)

Para disminuir la temperatura; tiene que ceder calor, para eso la temperatura t f debe ser menor que la temperaturato ; y recibe el nombre de calor cedido.

tf < t o calor cedido (Q < 0)

Calor sensible de un cuerpo: es la cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo al sufrir una variacin detemperatura (t) sin que haya cambio de estado fsico (slido, lquido o gaseoso).

Su expresin matemtica es la ecuacin fundamental de la calorimetra.

Q s = m.c.t donde: t = t f - t o

Calor latente de un cuerpo: es aquel que causa en el cuerpo un cambio de estado fsico (slido, lquido ogaseoso) sin que se produzca variacin de temperatura (t),es decir permanece constante.

Q L = m.LPri ncipios de la Cal ori metra1er Principio : Cuando 2 o ms cuerpos con temperaturas diferentes son puestos en contacto, ellos intercambiancalor entre s hasta alcanzar el equilibrio trmico.

Luego, considerando un sistema trmicamente aislado, "La cantidad de calor recibida por unos es igual a lacantidad de calor cedida por los otros".

2do Principio : "La cantidad de calor recibida por un sistema durante una transformacin es igual a la cantidad decalor cedida por l en la transformacin inversa".

Calorimetra - Pr oblemas1- El calor de combustin de la lea es 4*10 cal /g. Cul es la cantidad de lea que debemos quemar para obtener12*10 7 cal?.

2- El calor de combustin de la nafta es 11*10 cal /g. Cul es la masa de nafta que debemos quemar para obtener40*10 7 cal?.

3- Para calentar 800 g de una sustancia de 0 C a 60 C fueron necesarias 4.000 cal. Determine el calor especficoy la capacidad trmica de la sustancia.

4- Para calentar 2.000 g de una sustancia desde 10 C hasta 80 C fueron necesarias 12.000 cal. Determine elcalor especfico y la capacidad trmica de la sustancia.5- Cul es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 200 g de cobre de 10 C a 80 C?.Considere el calor especfico del cobre igual a 0,093 cal /g C.

6- Considere un bloque de cobre de masa igual a 500 g a la temperatura de 20 C. Siendo: c cobre = 0,093 cal /g C.Determine: a) la cantidad de calor que se debe ceder al bloque para que su temperatura aumente de 20 C a 60 C y

b) cul ser su temperatura cuando sean cedidas al bloque 10.000 cal?

7- Un bloque de 300 g de hierro se encuentra a 100 C. Cul ser su temperatura cuando se retiren de l 2.000cal? Sabiendo que: c hierro = 0,11 cal /g C.

8- Sean 400 g de hierro a la temperatura de 8 C. Determine su temperatura despus de haber cedido 1.000 cal.Sabiendo que: c hierro = 0,11 cal /g C.

9- Para calentar 600 g de una sustancia de 10 C a 50 C fueron necesarias 2.000 cal. Determine el calor especficoy la capacidad trmica de la sustancia.

10- Cul es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 300 g de cobre de 20 C a 60 C?. Siendo:c cobre = 0,093 cal /g C.

11- Sea 200 g de hierro a la temperatura de 12 C. Determine su temperatura despus de haber cedido 500 cal.Siendo: c hierro = 0,11 cal /g C.

12- Transforme 20 J en caloras.

13- Transforme 40 cal en Joules.

14- Suministrando una energa de 10 J a un bloque de una aleacin de aluminio de 5 g; su temperatura vara de 20C a 22 C. Determine el calor especfico de este material.


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15- Un recipiente trmicamente aislado contiene 200 g de agua, inicialmente a 5 C. Por medio de un agitador, sonsuministrados 1,26*10 4 J a esa masa de agua. El calor especfico del agua es 1 cal /g C; el equivalente mecnicode la calora es de 4,2 J/cal. Considere despreciable la capacidad trmica

16- Se colocan 200 g de hierro a 120 C en un recipiente conteniendo 500 g de agua a 20 C. Siendo el calorespecfico del hierro igual a 0,114 cal /g C y considerando despreciable el calor absorbido por el recipiente.Determine la temperatura de equilibrio trmico.

17- Se colocan 400 g de cobre a 80 C en un recipiente conteniendo 600 g de agua a 22 C. Determine latemperatura de equilibrio trmico sabiendo que el calor especfico del cobre es de 0,092 cal /g C.

18- Un calormetro de cobre de 80 g contiene 62 g de un lquido a 20 C. En el calormetro es colocado un bloquede aluminio de masa 180 g a 40 C. Sabiendo que la temperatura de equilibrio trmico es de 28 C,determine elcalor especfico del lquido. Considere: c Cu = 0,092 cal /g C y c Al = 0,217 cal /g C.

19- Un calormetro de cobre de 60 g contiene 25 g de agua a 20 C. En el calormetro es colocado un pedazo dealuminio de masa 120 g a 60 C. Siendo los calores especficos del cobre y del aluminio,respectivamente iguales a0,092 cal /g C y 0,217 cal /g C; determine la temperatura de equilibrio trmico.

20- Un calormetro de equivalente en agua igual a 9 g contiene 80 g de agua a 20 C. Un cuerpo de masa 50 g a100 C es colocado en el interior del calormetro. La temperatura de equilibrio trmico es de 30 C. Determine elcalor especfico del cuerpo.

21- Se derrama en el interior de un calormetro 150 g de agua a 35 C. Sabiendo que el calormetro contenainicialmente 80 g de agua a 20 C y que la temperatura de equilibrio trmico es de 26 C. Determine el equivalente

en agua del calormetro.22- Un calormetro de hierro de masa igual a 300 g contiene 350 g de agua a 20 C, en la cual se sumerge un

bloque de plomo de masa 500 g y calentado a 98 C. La temperatura de equilibrio trmico es de 23 C. Siendo elcalor especfico del hierro igual a 0,116 cal /g C. Determine el calor especfico del plomo.

23- Un calormetro de cobre con masa igual a 50 g contiene 250 g de agua a 100 C. Un cuerpo de aluminio a latemperatura de 10 C se coloca en el interior del calormetro. El calor especfico del cobre es c Cu = 0,094 cal /g Cy el de aluminio es c Al = 0,22 cal /g C. Sabiendo que la temperatura de equilibrio es 50 C. Cul es la masa delcuerpo de aluminio (aproximadamente)?.

24- Sea un calormetro de agua de capacidad trmica 50 cal /g C. Tomamos un pedazo de hierro con masa de 70g; lo calentamos en un reservorio lleno de vapor de agua en ebullicin, lo introducimos seguidamente en elcalormetro que contiene 412 g de agua a la temperatura de 12,4 C. Sabiendo que la temperatura final del sistemafue de 13,9 C. Determine el calor especfico del hierro.

25- Un bloque de platino de masa 60 g es retirado de un horno e inmediatamente colocado en un calormetro decobre de masa igual a 100 g y que contiene 340 g de agua. Calcular la temperatura del horno, sabiendo que latemperatura inicial del agua era de 10 C y que subi a 13 C, cuando se alcanz el equilibrio trmico?. El calorespecfico del platino es de 0,035 cal /g C y el calor especfico del cobre es de 0,1 cal /g C.

26- Un joyero vendi un anillo que dijo contener 9 g de oro y 1 g de cobre. Se calienta el anillo a 500 C(temperatura inferior a la temperatura de fusin del oro y del cobre). Se introduce el anillo caliente en uncalormetro con agua, cuya capacidad calorfica es 100 cal /g C y cuya temperatura inicial es 20 C; se constataque la temperatura en el equilibrio trmico es de 22 C. Los calores especficos del oro y del cobre son 0,09 y0,031 cal /g C, respectivamente. Determine las masas del oro y del cobre en el anillo.

Autor: Hugo David Gimnez Ayala.Editor: Fisicanet Si has utilizado el contenido de esta pgina, por favor, no olvides citar lafuente "Fisicanet" . Por favor, copia y pega bien el siguiente enlace: http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap10_calorimetria.php
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