Capacidad Calorífica y Calor Específico

El calor
El calor es el proceso de transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en unahabitación se entibia).
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tantodepende del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna.
La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.
Unidades de medida
La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional de Unidades es la misma que la de laenergía y el trabajo.
Otra unidad ampliamente utilizada para medir la cantidad de energía térmica intercambiada es la caloría (cal), que es la cantidad de energía que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura 1 °C. Diferentes condiciones iniciales dan lugar a diferentes valores para la caloría. La caloría también es conocida como caloría pequeña, en comparación con la kilocaloría(kcal), que se conoce como caloría grande y es utilizada en nutrición.
1 kcal = 1000 cal
Joule, tras múltiples experimentaciones en las que el movimiento de unas palas, impulsadas por un juego de pesas, se movían en el interior de un recipiente con agua, estableció el equivalente mecánico del calor, determinando el incremento de temperatura que se producía en el fluido como consecuencia de losrozamientos producidos por la agitación de las palas:
1 cal = 4,184 J []
El BTU, (o unidad térmica británica) es una medida para el calor muy usada en Estados Unidos y en muchos otros países de América. Se define como la cantidad de calor que se debe agregar a una libra de agua para aumentar su temperatura en un grado Fahrenheit, y equivale a 252 calorías.
Calor ganado y perdidoExperimentalmente se conoce que la energia calorifica absorbida o cedida por un cuerpo es proporcional a su masa(m) a la variación de temperatura que experimenta el cuerpo ( T) y tambien a la naturaleza del cuerpo.
Todo esto se relacionaria con la siguiente expresión:
Q=m c T
Que seria la cantidad de calor ganada o cedida por el cuerpo. En la formula c es el calor especifico del cuerpo es decir la cantidadde calor necesaria para incrementar 1ºC la temperatura de 1 g de dicha sustancia.
En general los calores especificos varian con al temperatura. En la practica se suelen dar valores medios o bien los calores especificos correspondientes a una temperatura de 20 ºC.
El agua es uno de los cuerpos con mayor calor especifico por esto su valor se toma como unidad definiendose la caloria como el calornecesario para elevar la temperatura de 1 g de H2O desde 14.5ºC a 15.5 ºC por tanto el calor especifico del H2O es igual a 1 cal/gr ºC.
La relacion entre unidades de calor y trabajo se realizo midiendo la cantidad de trabajo W necesario para obtener una cantidad de calor Q. joule establecio la siguiente relacion entre trabajo y calor:
Wrealizado/Qproducido=cte=J
W=J Q
J es una constantedenominada equivalente mecanico del calor y es la cantidad de trabajo que trasformado en calor produce 1 caloria. Experimentalmente se demuestra que
J=4.1855 J/cal
El inverso de J se denomina A que es el equivalente termico del trabajo.
A=1/J=1/4.1855=0.2389 calorias " 0.24 cal /J
Es decir 1 caloría= 4.18 J
1 J= 0.24 cal
en la formula anterior Q=m c T el producto de la masa por el calor...