Laboratorio_8

CAPÍTULO : Termodinámica
TEMA
: Equivalente mecánico del calor
1. OBJETIVOS
 Calcular el diámetro del calorimetro de cobre utilizando el equivalente
mecánico de calor que es igual a:
E=0.427 kg*m/cal
2. TEORÍA
EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR
El equivalente mecánico del calor es igual al numero de unidades mecánicas de trabajo
necesario para producir una unidad de cantidad de calor.
Ya sabemos quea la realización de un trabajo corresponde una cantidad de calor.
Si se frota la hoja de un cuchillo sobre una piedra se produce un calentamiento de ambas
y hasta el desprendimiento de chispas. Cuando deja de existir el rozamiento entre ambos
cuerpos, el calor disminuye y vuelve a su estado inicial .
En otros casos la accion de una fuerza produce trabajo y produce calor, pero al final el
sistemaha sufrido una transformación y no vuelve a su estado primitivo.
Se comprueba que: “cuando un cuerpo o un sistema de cuerpos, después de una serie de
transformaciones, vuelve a su estado inicial, el trabajo exterior realizado es proporcional a
la cantidad de calor desarrollado”. E es una constante universal llamada equivalente
mecánico del calor,la cual depende de un sistema de unidades.
E=0.427kg*m/cal
EL CALOR
El calor es una forma de energía, la unidad mas utilizada en la medida de cantidad de
calor, en el sistema métrico, es la caloría y su múltiplo la kilocaloría, que se define como
sigue:
1 caloría (cal) =cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de
agua en 1 grado centígrado.
A pesar de que la caloría fue definida, en principio como se ha establecidoposteriormente
se ha comprobado que la energía necesaria para elevar la temperatura de1 g de agua en
1 °C depende ligeramente de la temperatura pero esta variación es del orden del medio
por ciento la definición dada es mas que suficiente. Para trabajos o estudios mas precisos
se define la caloría en función de la unidad de la energía del sistema mks; con gran
aproximación una caloría es la cantidad deenergía necesaria para elevar la temperatura
de 1g de agua desde 16.5°C a 17.5°C .
CALOR ESPECÍFICO
El calor específico de una sustancia (es numéricamente igual al numero de) =calorías
necesarias para elevar la temperatura de 1g de dicha sustancia en 1°C .
El calor específico se mide en calorías sobre gramo por grado centígrado (cal/g°C).
De la definición de caloría se deduce que el calorespecifico del agua es igual a la unidad
(1 cal/g °C),
Siempre que se desprecien las variaciones con la temperatura.
CALOR ABSORBIDO O CEDIDO POR UN CUERPO
El efecto mas inmediato de la transformación del calor de un cuerpo a otro es el cambio
de temperatura: se enfría el que lo cede y se calienta el que recibe el calor.

Se comprueba fácilmente que la cantidad de calor que un cuerpo cede o recibedepende
de tres factores:
 La variación de temperatura que se desea conseguir. es evidente en efecto
que hay que dar mas calor a un cuerpo para que eleve su temperatura a 80
°C para que solo aumente 10°C por ejemplo.
 La masa del cuerpo que se calienta o enfrie. Se compruebe que hay que
suministrar mas calor para calentar 1000 gramos de agua hasta cierta
temperatura que para calentar a la mismatemperatura solo 5 gramos de
agua.
 La naturaleza del cuerpo. Es un hecho experimental que masas iguales de
diversos cuerpos necesitan cantidades distintas de calor para elevar su
temperatura el mismo numero de grados.
La expresión que reune estos tres factores nos da el valor del calor absorbido o
cedido por un cuerpo:
Q c * m * T

DONDE:
Q=Calor absorbido o cedido.
m= masa del cuerpo.
∆T=cambio detemperatura.
C= calor especifico.
El producto c*m representa la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1°C la
temperatura del cuerpo correspondiente, se llama capacidad calorifica del mismo.
CAPACIDAD CALORIFICA
La capacidad calorifica o equivalente en agua de un cuerpo es la cantidad de calor
necesaria para elevar la temperatura de un cuerpo en un grado. Se mide en calorias por
grado...