manual
Cuando la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande, el calor transferido en la unidad de tiempo hacia el cuerpo o desdeel cuerpo por conducción, convección y radiación es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio externo.
Donde a es el coeficiente de intercambio decalor y S es el área del cuerpo.
Si la temperatura T del cuerpo es mayor que la temperatura del medio ambiente Ta, el cuerpo pierde una cantidad de calor dQ en el intervalo de tiempo comprendidoentre t y t+dt, disminuyendo su temperatura T en dT.
dQ=-m·c·dT
donde m=r V es la masa del cuerpo (r es la densidad y V es el volumen), y c el calor específico.
La ecuación que nos da la variación de latemperatura T del cuerpo en función del tiempo es
o bien,
Integrando esta ecuación con la condición inicial de que en el instante t=0, la temperatura del cuerpo es T0.
Obtenemos la relaciónlineal siguiente.
ln(T-Ta)=-k·t +ln(T0-Ta)
Despejamos T
Medida del calor específico de una sustancia
En la deducción anterior, hemos supuesto que el calor específico c no cambia con latemperatura, manteniéndose aproximadamente constante en el intervalo de temperaturas en la que se realiza el experimento.
Si medimos la temperatura del cuerpo durante su enfriamiento a intervalos regulares detiempo, y realizamos una representación gráfica de ln(T-Ta) en función de t, veremos que los puntos se ajustan a una línea recta, de pendiente –k.
Podemos medir el área S de la muestra, determinarsu masa m=r V mediante una balanza, y a partir de k calculamos el calor específico c.
Pero tenemos una cantidad desconocida, el coeficiente a , que depende de la forma y el tamaño de la muestra y elcontacto entre la muestra y el medio que la rodea. Sin embargo, para varias sustancias metálicas en el aire, a tiene el mismo valor si las formas y los tamaños de todas las muestras son idénticas....
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