Ecuacion calorimetrica

CALOR:
La estructura del tema la dividiremos de la siguiente forma:
• Definición: definición del concepto de calor. Tanto desde el punto de vista físico como de algunos antecedentes históricos. Este es un concepto que antecede al concepto de energía.
• Conservación del Calor: idea de indestructibilidad del calor como antecedente del concepto de conservación de la energía.
•Calores sensibles y calores latentes:diferencias entre tipos de calor.
• Métodos de medición de Calor: elementos básicos de calorimetría.
Al final del párrafo indicaremos referencias adicionales para tener lecturas complementarias
Definición de Calor:
Como mucho de los conceptos físicos básicos, la definición de calor no es evidente. En este punto veamos algunas características esenciales:
Elconcepto de calor está muy ligado al concepto de temperatura, sin embargo no es lo mismo. El calor también es una cantidad que tiene que ver con la masa del sistema como también con sus propiedades físicas.

• Imaginemos el siguiente experimento: se toma  1 kg de Fierro y 1 kg de plomo, ambos a 100ºC. Cada uno se pone en un recipiente aislado con 2 kg de agua a 20ºC y se espera alcanzar altemperatura de equilibrio final.
• Se observará que el recipiente que contiene el trozo de hierro alcanza una temperatura final mayor que el que tiene el trozo de plomo.
|[pic] |[pic] |

Esto hace necesario distinguir entre el concepto de temperatura y cantidad de calor. Es natural suponer de queel cuerpo que produjo el mayor aumento de temperatura es el que "tenía" mayor cantidad de calor.
La unidad clásica para medir la cantidad de calor es la caloría. Como esta es una unidad no muy grande, se emplea a menudo la kilocaloría. Esta se define como:

|La unidad de calor es la cantidad de calor necesaria para variar la temperatura de la |
|unidad de masa de agua en 1ºC en torno a los15ºC |
|Por ejemplo: 1 kcal es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 |
|kg de agua de 14,5 a 15,5ºC |

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de calor es la misma de energía, es decir el Joule. Se tiene la siguiente equivalencia entre Joules y Calorías:1 caloría = 4,186 Joule
1 kcal = 4,186 kJoule
Conservación del Calor:
Una constatación experimental muy importante es que la cantidad de calor en un sistema total se conserva. Puede que existan variaciones de temperatura, pero la cantidad total de calor se mantiene

La ecuación calorimétrica

La experiencia pone de manifiesto que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo esdirectamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta. La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica.
|Q = ce.m.(Tf - Ti) |(8.6) |

donde Q representa el calor cedido o absorbido, la masa del cuerpo y Tf y Ti las temperaturas final e inicial respectivamente. Q será positivo si la temperatura final es mayorque la inicial (Tf> Ti) y negativo en el caso contrario (Tf< Ti). La letra c representa la constante de proporcionalidad correspondiente y su valor es característico del tipo de sustancia que constituye el cuerpo en cuestión. Dicha constante se denomina calor específico. Su significado puede deducirse de la ecuación (8.6). Si se despeja c,de ella resulta:
ce = Q/ m.(Tf - Ti)
El calorespecífico de una sustancia equivale, por tanto, a una cantidad de calor por unidad de masa y de temperatura; o en otros términos, es el calor que debe suministrarse a la unidad de masa de una sustancia dada para elevar su temperatura un grado.

Unidades de calor

La ecuación calorimétrica (8.6) sirve para determinar cantidades de calor si se conoce la masa del cuerpo, su calor específico y la...