Perdidas de carga en tuberias

CALORIMETRIA

La energía es la capacidad para hacer trabajo. El calor es la energía que se transfiere entre la materia como un resultado de las diferencias en la temperatura. La habilidad de la materia para transferir la energía de calor depende de su masa y de su temperatura.

Ahora bien, el calor y la temperatura están relacionados. Cuando la energía total de una sustancia aumenta, suspartículas se mueven más rápidamente.

La capacidad de calor específico (C) es la habilidad de un material para absorber el calor. Se mide en Joules por gramos grados Celsius (Joule/gr °C). Por ejemplo, el agua tiene una capacidad de calor específico de 4,17 J/gr°C. Este valor muestra que se absorben 4,18 Joules de energía de calor cuando se aumenta la temperatura de un gramo de agua en un gradocentígrado.

Los diferentes materiales tienen diferentes capacidades de calor específico. Algunos valores son:

Agua 4,18 J/gr°C

Hierro 0,45 J/gr°C

Plomo 0,91 J/gr°C

Aluminio 0,92 J/gr°C

Cobre 0,38 J/gr°C

Helio 5,2 J/gr°C

Carbón 0,71 J/gr°C

Mercurio 0,14 J/gr°C

Oxigeno 0,92 J/gr°C

Hielo 2,1 J/gr°C

Alcohol et. 2,5 J/gr°C

Se pueden medir los cambios en la energía decalor de un material. Para buscar los cambios en la energía calórica, se mide la masa y la temperatura del material. Se miden otras temperaturas cuando el material se calienta o se enfría. Usando el calor específico del material, podemos buscar la cantidad de energía de calor absorbida o liberada. El cambio en la energía calórica es igual al cambio de temperatura multiplicado por la masa y por elcalor específico del material

Calor absorbido (o liberado) = cambio en la temperatura por masa por calor específico

Q = D t m C

Recuerde que D t = tf - ti

Ejemplo: Se calientan diez gramos de agua, de 5°C a 20°C. ¿Cuánta energía calórica absorbe el agua?

Q = (20°C - 5°C) x 10gr x 4,18 J/gr°C = 627 Joules

ALGUNAS EQUIVALENCIAS:

l Kcal = 1000 cal

l cal = 4,18 Joule

l Btu= 252 cal

1.- ¿Cuántas calorías ceden 50kg de cobre al enfriarse desde 36oC hasta -4 °C?

2.- Un bloque de acero (c = 0,12) de 1,5 toneladas se calienta hasta absorber l,8xl06cal. ¿A qué temperatura queda si estaba a 10oC?

3.- ¿Cuál es la capacidad calórica de una caja de latón si tiene una masa de 250gr?

4.- ¿Cuántas calorías absorbe una barra de fierro cuando se calienta desde -4oChasta 180oC, siendo su masa de 25kg?

5.- ¿Qué masa tiene una plancha de cobre si cede 910cal al enfriarse desde 192oC hasta -8oC?

6.- ¿Cuántas calorías absorbe 1/4 litro de mercurio (densidad = 13,6; masa = densidad por volumen) cuando se calienta desde -20oC hasta 30oC?

7.- Para calentar 3/4 litros de mercurio que están a 5oC se absorben 6,6Kcal. ¿A qué temperatura queda?

8.- Se tienen2,5 toneladas de fierro que ceden 2,2xl06cal al enfriarse desde 1000oC. ¿A qué temperatura queda?

9.- Se mezclan 400gr de agua a 80oC con 500gr de alcohol a 10oC. ¿A qué temperatura queda la mezcla?

10.- Se mezclan 200gr de agua hirviendo con 50gr de leche, si la leche "aguada" queda a una temperatura de 80oC. ¿A qué temperatura estaba la leche?

CALORIMETRO: Aparato que sirve paradeterminar cantidades de calor. Un envase de dos cámaras serviría como tal, por ejemplo: un termo.

Generalmente en un calorímetro se mezclan dos sustancias con calores Q1 y Q2 respectivamente, la sustancia de mayor calor entregará la parte necesaria para que se logre el equilibrio térmico, si se considera que el calorímetro también absorberá algo del calor que se transfiere en el proceso, se presentaun fenómeno que lo explica el Principio de Regnault.

En un calorímetro el Principio de Regnault se aplicaría como se indica:

Sea Q1 el calor cedido por un objeto, Q2 el calor absorbido por otro objeto y Q3 el calor absorbido por el calorímetro, se cumple que Q1 = Q2 + Q3.

11.- Un calorímetro de cobre de 154gr contiene 210gr de agua a 12oC; se calientan 54 gr de municiones a 98oC y se...