CALORIMETRIA

CALORIMETRIA (Medida del calor)
Teoría cinético-molecular de la materia y temperatura
La teoría cinético-molecular de la materia recibe ese nombre porque admite que las diferentes partículas, átomos y moléculas, que constituyen las sustancias están en continuo movimiento. En los cuerpos sólidos este movimiento es de vibración en torno a puntos fijos o de equilibrio. En los gases el movimiento esdesordenado y zigzagueante, a consecuencia de los choques de las moléculas del gas entre sí y con el recipiente que las contiene. En los líquidos, como estado intermedio, pueden darse ambos tipos de movimientos moleculares.
La temperatura es una propiedad de la materia que es directamente proporcional al nivel de movilidad de las partículas que la conforman.
Escalas de Temperatura
En la siguientefigura se muestran las diferentes escalas de temperatura con sus puntos fijos o de referencia.

Energía calórica
Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas (diferente grado de movilidad de sus partículas) se ponen en contacto durante un tiempo prolongado, terminan por alcanzar un estado de equilibrio donde ambos poseen la misma temperatura (igual movilidad de sus partículas); ya que el de máscaliente comunica energía al de menos temperatura. La cantidad de energía que un cuerpo pierde o gana en contacto con otro a diferente temperatura recibe el nombre de calor.
Unidades de calor
Siendo el calor una forma de energía debe medirse en las mismas unidades que ésta; o sea el Joule. Pero usualmente se utilizan otras unidades como son la caloría, la kilocaloría y la unidad térmica británica(B.T.U.).
a) Caloría: Es la cantidad de calor que es necesario suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura de 14,5ºC a 15,5ºC. La relación entre la caloría y la unidad de energía mecánica llamada Joule es:
1 cal = 4,186 Joules
b) Kilocaloría: Es la cantidad de calor que es necesario suministrar a un Kg de agua para elevar su temperatura de 14,5ºC a 15,5ºC. De lo anterior se observaque 1 Kcal = 1 000 cal
c) Unidad térmica británica (B.T.U.): Es la cantidad de calor que es necesario suministrar a una libra de agua para elevar su temperatura de 63ºF a 64ºF.
1 B.T.U. = 252 cal
Calor específico
La experiencia pone de manifiesto que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura queexperimenta. La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica.
Q = c · m · (Tf – Ti)
Donde Q representa el calor cedido o absorbido, m la masa del cuerpo y Tf y Ti las temperaturas final e inicial respectivamente. Q será positivo si la temperatura final es mayor que la inicial (Tf > Ti) y negativo en el caso contrario (Tf < Ti). La letra c representa la constante de proporcionalidadcorrespondiente y su valor es característico del tipo de sustancia que constituye el cuerpo en cuestión. Dicha constante se denomina calor específico. Si se despeja c de la ecuación anterior, de ella resulta:
𝑪 =𝑸/𝒎 (𝑻𝒇 − 𝑻𝒊)
El calor específico de un cuerpo representa la cantidad de energía calorífica que hay que suministrarle por unidad de masa a una sustancia para elevar su temperatura un grado.Las unidades de calor específico son cal / g ºC J / Kg ºC y sus derivadas.
Intercambio de calor, mezclas:
Cuando dos cuerpos, 1 y 2, están aislados de los demás y están a diferentes temperaturas, el calor perdido -Q2 por el más caliente, es igual al calor ganado +Q1 por el más frío. O sea
Q1 = -Q2
O también:
Q1 + Q2 = 0
Generalizando, se tiene la ley de conservación de la energía para el calor: Enun sistema cerrado, la suma algebraica de las cantidades de calor intercambiadas entre los cuerpos que forman un sistema es igual a cero.
La igualdad Q1 = Q2 puede escribirse en la forma: m1 C 1(Te – T1) = - m2 C 2(Te – T2)
Donde el subíndice 1 hace referencia al cuerpo frío y el subíndice 2 al caliente. La temperatura de equilibrio Te será superior a T1 e inferior a T2. La anterior ecuación...