Calorimetria

CALORIMETRÍA
1.- CALOR
El calor es una forma de energía que puede medirse únicamente en términos del efecto que produce.
La unidad de energía es el Joule, pero se emplea otra más antigua, la caloría.
1 caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado celcius.
La kilocaloría equivale a 1 000 calorías.
1 cal = 4,186 J. Esta relación seconoce como “equivalente mecánico del calor”
2.- CALOR ESPECÍFICO
El calor específico (c) de una sustancia es el número de calorías necesarias para elevar la temperatura de 1 gramos de dicha sustancia en 1°C.
c=Q/(m.Δt)
El calor específico se mide en cal/(g.°C)
La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una masa m en un intervalo de temperatura Δt, es:
Q = mcΔt
donde “c”es el calor específico de la masa.
Ver la tabla de calores específicos al final del capítulo.
3.- CALOR DE COMBUSTIÓN
Los combustibles fósiles se queman a fin de obtener energía; nuestros cuerpos utilizan los alimentos también como combustible. Los valores energéticos intrínsecos de los alimentos y de los combustibles se expresan en términos de calor de combustión (H), que es el calor producidopor unidad de masa de sustancia cuando se quema es oxígeno. Esto es,
H=Q/m ó Q=mH
donde Q es la cantidad de calor liberado y m es la masa. Las unidades comunes para el calor de combustión son cal/g, kcal/kg.
Ver el cuadro de calores de combustión al final del capítulo.
4.- CALOR GANADO = CALOR CEDIDO.
El equilibrio térmico nos dice que siempre que los objetos se coloquen juntos en unambiente aislado, finalmente alcanzarán la misma temperatura. Si la energía debe conservarse, decimos que el calor perdido por los cuerpos calientes debe ser igual al calor ganado por los cuerpofrios:
Calor perdido = calor ganado.
5.- CAMBIOS DE FASE
En la naturaleza los cambios de estado ocurren a una temperatura fija llamada “punto”. Si se refiere al paso del estado sólido al líquido, latemperatura se denomina “punto de fusión”, si el paso es del estado líquido al gaseoso: “punto de ebullición”.
Es importante indicar que la temperatura permanece constante durante el cambio de estado a pesar de que la masa absorbe (o emite) energía calorífica (calor) porque ésta es utilizada en proporcionar energía a las moléculas para que se liberen de las fuerzas intermoleculares. Cada sustancia tieneun punto de fusión y de ebullición determinado.
Se denomina calor latente (L) a la cantidad de calor, por unidad de masa, que necesita una sustancia determinada para que se funda (LF ) o para que se transforme en vapor (Lv):
QF = LF.m
QV = LV .m
Al final presento en una tabla los puntos de fusión, vaporización y los calores latentes de varias sustancias.
6.- PROPAGACIÓN DEL CALORCONDUCCCIÓN.- es el proceso por el cual se transfiere energía térmica mediante colisiones de moléculas adyacentes a través de un medio material. El medio en sí no se mueve.
La conducción del calor se puede describir cuantitativamente como la rapidez de flujo de calor ((∆Q/∆t) en un material para una diferencia dada de temperatura (∆T). La conducción del calor también depende del tamaño y de la forma delobjeto; es directamente proporcional a su área de superficie (A), e inversamente proporcional a su espesor (d). Esto es:
∆Q/∆t α (A.∆T)/d

El término ∆T/d se llama gradiente térmico (cambio de temperatura por unidad de longitud). Si utilizamos una constante de proporcionalidad, la ecuación es:
∆Q/∆t=k A∆T/d

La constante k se llama “conductividad térmica” y caracteriza la capacidad conductoradel calor de un material. Mientras mayor sea el valor de k para un material, mejor conducirá el calor.
CONVECCIÓN
Es el proceso por el cual se transfiere calor por medio del movimiento real de la masa de un fluido.
Si colocamos la mano por encima del fuego podemos sentir la transferencia del calor al elevarse el aire caliente.
RADIACIÓN
La radiación térmica está formada por ondas...