Calor Introduccin La energa trmica es la energa

Calor

Introducción: La energía térmica es la energía asociada al movimiento molecular al azar, pero no es posible medir individualmente la posición y la velocidad de las moléculas de una sustancia para determinar su energía térmica. Sin embargo podemos medir los cambios de energía térmica relacionándolos con cambios de temperatura.

Por ejemplo, cuando dos sistemas a diferente temperatura se colocan juntos, después de un tiempo alcanzaran su equilibrio. A partir de esta observación se puede decir con seguridad que el sistema con mayor temperatura ha cedido energía térmica al sistema de menor temperatura. La energía térmica perdida o ganada por los objetos se llama Calor.

El calor no es algo que el objeto posea, sino de algo que él mismo cede o absorbe. El calor es simplemente otra forma de energía que puede medirse en términos del efecto que produce.

Unidades: • La unidad en el sistema internacional ( SI ) es el Joule y es la unidad preferida para medir cuantitativamente el calor. Sin embargo hay tres antiguas unidades que aún se conservan, la caloría y la Kilocaloría.

Una caloría ( cal ) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius, esta es la unidad más pequeña. Una Kilocaloría ( Kcal ) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un kilogramo de agua en un grado Celsius. ( 1 Kcal = 1000 cal)

Equivalente mecánico de calor Benjamín Thomson en 1798 observaba la perforación de un cañón, notando que el agua que se le vertía para enfriarlo se calentaba, hervía y evaporaba, la teoría del calor de esa época consideraba al calor como un fluido calórico que fluía de los objetor calientes a los más fríos.

Thompson efectuó varios experimentos para detectar el fluido calórico midiendo cambios de peso en la sustancias, pero nunca detecto cambios de peso por lo que concluyo que el trabajo mecánico era lo que calentaba el agua. Posteriormente James Prescott joule demostró cuantitativamente esta conclusión y encontró que por cada 4186 j de trabajo la temperatura del agua se incrementaba en un grado centigrado. O sea que 1 Kcal = 4186 J ----------1 cal = 4. 186 J Y a esta relación se le llama equivalente mecánico de calor.

Aparato de Joule utilizado para medir el Equivalente Mecánico de calor

Calor específico

El calor específico en el sistema (SI) es el calor necesario para elevar la temperatura de un kilogramo de una sustancia en 1°c Cabe señalar que una sustancia con calor especifico alto tiene mayor capacidad para almacenar el calor transferido, para un cambio de temperatura y masa (m) dados. Los metales por ejemplo tiene bajos calores específicos por ello se requiere poco calor para producir un aumento de temperatura.

Ejercicio: Se extraen 63 k. J de calor a medio litro de agua que estaba a 30 °c. Solución: Como se le extrae calor se pensará entonces en que se está enfriando el agua Datos: m = 0. 50 Kg Ti = 30°C Q= -63 Kj C=4186 j/(k. G. °C) Q= mc∆t = mc (Tf - TI) Tf = Q/MC +Ti = (-63 kj)/(0. 50 kg*[4186 j/(kg. c°)]) + 30°c = - 30+30 = 0°c O sea que se enfrió como era de esperarse

Calorimetría: Es la medición cuantitativa de intercambio de calor, el dispositivo con que se logra realizar estas mediciones se le denomina calorímetro. Es un dispositivo que no permite grandes pérdidas de calor a su entorno, como ejemplo podemos mencionar aparatos de uso cotidiano----- el termo las hieleras y otros, ver figura

Calorímetro