Calor y Termodinamica Exposicion UV

Calor y Termodinámica
Química Básica – Tema 6.1
Por: Joel Barreto Melchor

Energía interna
La energía interna es toda la energía que pertenece a un
sistema mientras está estacionario (es decir, no se traslada ni
rota), incluida la energía nuclear, la energía química y la
energía de deformación (como un resorte comprimido o
estirado), así como energía térmica.

Energía Térmica
Laenergía térmica es la parte de la energía interna que cambia cuando
cambia la temperatura del sistema.
El término calor se utiliza para dar entender tanto energía térmica como
transmisión de energía térmica.
Cuando cambia la temperatura de un sistema y en el proceso cambia la
temperatura de un sistema vecino, decimos que ha habido flujo de calor
que entra o sale del sistema.
La transferenciade energía térmica es producida por una diferencia de
temperatura entre un sistema y sus alrededores, la cual puede o no cambiar la
cantidad de energía térmica en el sistema.

Unidades de calor
La caloría fue definida como la cantidad de calor necesaria
para elevar la temperatura de 1 g de agua de 14.5ºC a 15.5ºC.

La unidad de calor en el sistema ingles es la unidad térmica
británica(Btu), definida como el calor necesario para elevar la
temperatura de 1 lb de agua de 63ºF a 64ºF.

En el sistema SI la unidad de calor es la unidad de energía, es
decir, el Joule.

Capacidad Calorífica y calor
específico
La capacidad calorífica, C, de una muestra particular de una sustancia se
define como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de esa
muestra en un gradocentígrado.
Q = C T
El calor específico c de una sustancia es la capacidad calorífica por
unidad de masa.

C
Q
c 
m mT
El calor específico molar de una sustancia es la capacidad calorífica
por mol.

ejemplo
La energía requerida para aumentar la temperatura de 0.50 kg de
agua en 3°C es:
Q = mcT = (0.5)(4186)(3) = 6.28 x 103 J.
Donde c = 4186 J/kg °C

Calores específicos dealgunas sustancias a 25°C y
presión atmosférica
Calor específico
Sustancia

J/kg °C

Cal/g °C

900
1830
230
387
322
129
448
128
703
234

0.215
0.436
0.055
0.0924
0.077
0.0308
0.107
0.0305
0.168
0.056

380
837
2090
860
1700

0.092
0.200
0.50
0.21
0.41

2400
140
4186

0.58
0.033
1.00

2010

0.48

Sólidos elementales
Aluminio
Berilio
CadmioCobre
Germanio
Oro
Hierro
Plomo
Silicio
Plata
Otros sólidos
Latón
Vidrio
Hielo (-5°C)
Mármol
Madera
Líquidos
Alcohol (etílico)
Mercurio
Agua (15°C)
Gas
Vapor (100°C)

Calor latente
Los cambios de sólido a líquido, de líquido a gas y los
opuestos, se llaman cambios de fase.
La energía térmica necesaria para cambiar de fase una masa
m de una sustancia pura es
Q = mL
DondeL es el calor latente (calor oculto) de la sustancia.
Existen dos tipos de calor latente:
Lf – calor latente de fusión
Lv – calor latente de vaporización

Algunos calores latentes
Sustancia
Helio
Nitrógeno
Oxígeno
Alcohol etílico
Agua
Azufre
Plomo
Aluminio
Plata
Oro
Cobre

Punto de fusión
(°C)

Calor latente de
fusión (J/kg)

Punto de
ebullición

Calor Latente devaporización

-269.65
-209.97
-218.79
-114
0.00
119
327.3
660
960.80
1063.00
1083

5.23x105
2.55x104
1.38x104
1.04x105
3.33x105
3.81x104
2.45x104
3.97x105
8.82x104
6.44x104
1.34x105

-268.93
-195.81
-182.97
78
100.00
444.60
1750
2450
2193
2660
1187

2.09x104
2.01x105
2.13x105
8.54x105
2.26x106
3.26x105
8.70x105
1.14x107
2.33x106
1.58x106
5.06x106Energía Térmica
Podemos decir que el sistema tiene una energía térmica, a
esta energía se le llama energía interna U.
Si se efectúa un trabajo sobre un sistema sin intercambiar
calor (adiabático), el cambio en la energía interna es igual al
negativo trabajo realizado:
dU = – dW

infinitesimal

UB – UA = – WA  B

finito

La energía interna se relaciona con la energía de las
moléculas...