Calor

ABSORCIÓN DE CALOR Y ENERGÍA

OBJETIVOS:

Determinar cualitativamente la energía asociada a los cambios químicos y físicos.

Determinar capacidades caloríficas a presión constante atmosférica de sólidos y del sistema calorimétrico.

PRINCIPIOS TEÓRICOS:

CALOR:
Es la energía que se intercambia cuando existe variación de tiempo o también se puede definir como el flujo de energíaentre dos cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas. Se establece que el flujo de calor es desde un cuerpo caliente a un cuerpo frío. Ahora sabemos que el calor es debido a la agitación térmica de las moléculas. Es energía mecánica a escala microscópica. En un cuerpo caliente, las moléculas chocan, oscilan y se mueven con mayor velocidad que en un cuerpo más frío. Pero, a principios delsiglo pasado, la teoría cinética del calor era una teoría más, sin una confirmación experimental clara. De hecho, la propia existencia de las moléculas y de los átomos tenía muchos detractores y no estaba aceptada en absoluto por todos los científicos.

CAPACIDAD CALORÍFICA:

De una sustancia es la cantidad de calor (1 cal=4,184 J) necesaria para elevar su temperatura en un grado Kelvin (t =1K). Siempre y cuando la sustancia no sufra cambio de fase ni un cambio químico durante el calentamiento. Tambièn se puede definir como cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo elsuministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia térmica. Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. En general,la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión.
La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva, que se refiere a la capacidad de un cuerpo para almacenar calor[] y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. El calor específico es una propiedadcaracterística de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica.[]
C_p 1,000 cal/K° = 1,000kcal/K° =4,184 J/K° = 4,184 kJ/K°

CAPACIDAD CALORÍFICA MOLAR:

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Kelvin la temperatura de un mol de una sustancia. Por lo general está referido a los gases C_p (Calentamiento a presión constante) y C_v (calentamiento a volumenconstante).

C_p 1,0000kcal/molK =〖10〗^3 cal/molK =4,184 KJ/molK

CALOR ESPECÍFICO: (c.e) :

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Kelvin la temperatura de un gramo de sustancia.

Está referido a sólidos y líquidos.

El calor específico del agua es:

1,000 cal/gK = 1,000 Kcal/kgK = 4,184 KJ/kgK.

El calor específico del agua como hielo:

0,500 cal/gK = 0,500kcal/kgK = 2,092 KJ/kgK

Otra forma de expresarlo es como capacidad calorífica molar de agua líquida es :

Cp = 18,000 cal/molK =75,312 J/molK.

CALOR DE UN SÓLIDO O UN LÍQUIDO (G):

El calor ganado o perdido ya sea de un sólido o un líquido se determina con la ecuación:

Q=masa. calor específico. T

Siendo T =(Temperatura final – temperatura inicial)

Por lo que: Q= m.ce.(Tf – Ti).CALORIMETRÍA:

Es la medida del calor absorbido o liberado en las reacciones químicas y cambios físicos. El instrumento usado para medir calor se llama calorímetro. Un calorímetro sencillo se puede fabricar usando vasos de poliestireno o un frasco termo. Este calorímetro sencillo es adecuado para medir calor liberado en las reaccione químicas, que...