Calorimetria

Física - Termodinámica

Contenido

Apunte de termodinámica: Unidades de Cantidad de Calor. Capacidad térmica. Calor específico. Ecuación fundamental de la calorimetría. Calor sensible y calor latente de un cuerpo.

CALORIMETRIA

CALOR: es la energía en tránsito (en movimiento) entre 2 cuerpos o sistemas, proveniente de la existencia de una diferencia de temperatura entre ellos.Unidades de Cantidad de Calor (Q)

Las unidades de cantidad de calor (Q) son las mismas unidades de trabajo (T).
|Sistema de Medida |Unidad de Medida |
|Sistema Técnico |Kilográmetro (Kgm) |
|Sistema Internacional (S.I.) o M.K.S.|Joule (J) |
|Sistema C.G.S. |Ergio (erg) |

Hay otras unidades usadas como Caloría (cal), Kilocaloría (Kcal), British Termal Unit (BTU).
Caloría: es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 °C a 15,5 °C a lapresión de 1 atmósfera (Presión normal).

Relación entre unidades

|1 kgm = 9,8 J |1 cal = 4,186 J |
|1 J = 107 erg |1 kcal = 1000 cal = 10³ cal |
|1 kgm = 9,8.107 erg |1 BTU = 252 cal|

Calor de combustión: es la razón entre la cantidad de calor (Q) que suministrada por determinada masa (m) de un combustible al ser quemada, y la masa considerada.
Qc...calor de combustión (en cal/g)
Qc = Q/m
Capacidad térmica de un cuerpo: es la relación entre la cantidad de calor (Q) recibida por un cuerpo y la variación de temperatura (Δt) que éste experimenta.Además, la capacidad térmica es una característica de cada cuerpo y representa su capacidad de recibir o ceder calor variando su energía térmica.
C...capacidad térmica (en cal/°C)
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Calor específico de un cuerpo: es la razón o cociente entre la capacidad térmica (C) de un cuerpo y la masa (m) de dicho cuerpo.
Además, en el calor específico se debe notar que es una característica propia delas sustancias que constituye el cuerpo, en tanto que la capacidad térmica (C) depende de la masa (m) y de la sustancia que constituye el cuerpo.
C...calor específico (en cal/g.°C)
[pic]
También, debemos notar que el calor específico de una sustancia varía con la temperatura, aumentando cuando está aumenta; pero en nuestro curso consideraremos que no varía
El calor específico del agua es laexcepción a está regla, pues disminuye cuando la temperatura aumenta en el intervalo de 0 °C a 35 °C y crece cuando la temperatura es superior a 35 °C.

En nuestro curso consideraremos el calor específico (c) del agua "constante" en el intervalo de 0 °C a 100 °C y es igual a 1 cal / g x °C.

Tabla del calor específico de algunas sustancias

|C agua = 1 cal/g.°C |C hierro= 0,114 cal/g.°C |
|C hielo = 0,5 cal/g.°C |C latón = 0,094 cal/g.°C |
|C aire = 0,24 cal/g.°C |C mercurio = 0,033 cal/g.°C |
|C aluminio = 0,217 cal/g.°C |C cobre = 0,092 cal/g.°C |
|C plomo = 0,03 cal/g.°C |C plata = 0,056 cal/g.°C|

Ecuación fundamental de la calorimetría

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Q... cantidad de calor
m... masa del cuerpo
c... calor específico del cuerpo
Δt... variación de temperatura
Observación: Para que el cuerpo aumente de temperatura; tiene que recibir calor, para eso la temperatura tf debe ser mayor que la temperatura to ; y recibe el nombre de calor recibido.
tf> to → calor recibido (Q > 0)
Para...