Termodinámica

Calor
El Calor (representado con la letra Q) es la energía transferida de un sistema a otro (o de un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos. El calor que absorbe o cede un sistema termodinámico depende normalmente del tipo de transformación que ha experimentado dicho sistema.
Principio Cero de la Termodinámica
Dos o más cuerpos en contacto quese encuentran a distinta temperatura alcanzan, pasado un tiempo, el equilibrio térmico (misma temperatura). Se ilustra en la siguiente figura.


Un aspecto del calor que conviene resaltar es que los cuerpos no almacenan calor sino energía interna. El calor es por tanto la transferencia de parte de dicha energía interna de un sistema a otro, con la condición de que ambos estén a diferentetemperatura. Sus unidades en el Sistema Internacional son los julios (J)
La expresión que relaciona la cantidad de calor que intercambia una masa m de una cierta sustancia con la variación de temperatura Δt que experimenta es:


donde c es el calor específico de la sustancia.

El Calor Específico (o capacidad calorífica específica) es la energía necesaria para elevar en un 1 grado la temperaturade 1 kg de masa. Sus unidades en el Sistema Internacional son J/kg K.
En general, el calor específico de una sustancia depende de la temperatura. Sin embargo, como esta dependencia no es muy grande, suele tratarse como una constante. En esta tabla se muestra el calor específico de algunas sustancias:
Calor Especifico J/kg* º C de Algunas Sustancias

Hidrógeno 14.212
Hielo 2.090
Aire 1.000Aluminio 878
Vapor de Agua 1.920
Hierro 4.60
Dióxido de Carbono 836
Cobre 375
Agua 4.180
Zinc 376
Benceno 1.881
Estaño 210
Glicerina 2.420
Plomo 125
Capacidad Calorífica Molar C.
Cuando se trabaja con gases es bastante habitual expresar la cantidad de sustancia en términos del número de moles n. En este caso, el calor específico se denomina capacidad calorífica molar C. El calorintercambiado viene entonces dado por:


En el Sistema Internacional, las unidades de la capacidad calorífica molar son J/mol . K.
• Criterio de Signos: A lo largo de estas páginas, el calor absorbido por un cuerpo y el trabajo realizado por el sistema serán positivos.
. El calor cedido por un cuerpo y el trabajo realizado para el sistema serán negativos y elcalor absorvido positivo
Capacidad Calorífica de un Gas Ideal
Para un gas ideal se definen dos capacidades caloríficas molares: a volumen constante (CV), y a presión constante (Cp).
• CV: es la cantidad de calor que es necesario suministrar a un mol de gas ideal para elevar su temperatura un grado mediante una transformación isócora.
• Cp: es la cantidad de calor que es necesario suministrar aun mol de gas ideal para elevar su temperatura un grado mediante una transformación isóbara.
El valor de ambas capacidades caloríficas puede determinarse con ayuda de la teoría cinética de los gases ideales. Los valores respectivos para gases monoatómicos y diatómicos se encuentran en la siguiente tabla:

Monoatómico Diatómico









donde R es la constante universal de losgases ideales, R = 8.31 J/mol K.
Calor Latente de un Cambio de Fase
Cuando se produce un cambio de fase, la sustancia debe absorber o ceder una cierta cantidad de calor para que tenga lugar. Este calor será positivo (absorbido) cuando el cambio de fase se produce de izquierda a derecha en la figura, y negativo (cedido) cuando la transición de fase tiene lugar de derecha a izquierda.




Elcalor absorbido o cedido en un cambio de fase no se traduce en un cambio de temperatura, ya que la energía suministrada o extraída de la sustancia se emplea en cambiar el estado de agregación de la materia. Este calor se denomina calor latente.
Latente en latín quiere decir escondido, y se llama así porque, al no cambiar la temperatura durante el cambio de estado, a pesar de añadir calor, éste...