Termodinamica

Calor
Introducción.
Desde tiempos muy antiguos se buscaba conocimiento sobre lo que ahora conocemos como energía calorífica, llegando a considerarla una sustancia que llamaron calorífico, siempre se ha conocido que el calor se transmite del punto caliente al punto frio, que existen materiales que lo aíslan y otros que lo conducen.
En cambio, con las investigaciones más profundas se ha logradosus características tanto macroscópicas y microscópicas, y combinando estos conocimientos con las leyes de los gases bajo condiciones de presión, volumen y temperatura, dentro de un ciclo, se obtiene cierto grado de trabajo en un motor. Todo esto englobado en la termodinámica.
Calor
El calor es el proceso de transferencia de energía térmica entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de unmismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son:
La radiación.- Propagación en forma de ondaselectromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.
La conducción.- mecanismo de transferencia entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo o entre diferentes cuerpos en contacto por medio de transferencia de energía cinética de las partículas.
La convección.- Secaracteriza porque se produce por intermedio de un fluido que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido.
Aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energía interna.
Unidades de medida
La unidad de medida delcalor en el Sistema Internacional de Unidades es la misma que la de la energía y el trabajo: el Joule.
Otra unidad ampliamente utilizada para medir la cantidad de energía térmica intercambiada es la caloría (cal), que es la cantidad de energía que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura 1 °C. Diferentes condiciones iniciales dan lugar a diferentes valores para lacaloría. La caloría también es conocida como caloría pequeña, en comparación con la kilocaloría (kcal), que se conoce como caloría grande y es utilizada en nutrición.
1 kcal = 1000 cal
Joule (James Prescott Joule.), tras múltiples experimentaciones en las que el movimiento de unas palas, impulsadas por un juego de pesas, se movían en el interior de un recipiente con agua, estableció el equivalentemecánico del calor, determinando el incremento de temperatura que se producía en el fluido como consecuencia de los rozamientos producidos por la agitación de las palas:
1 cal = 4,184 J[]
El BTU, (o unidad térmica británica) es una medida para el calor muy usada en Estados Unidos y en muchos otros países de América. Se define como la cantidad de calor que se debe agregar a una libra de agua paraaumentar su temperatura en un grado Fahrenheit, y equivale a 252 calorías.
Calor específico
El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un gramo de materia.
El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el calor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:
Dónde:
* es el calor aportadoal sistema.
* es la masa del sistema.
* es el calor específico del sistema.
* es el incremento de temperatura que experimenta el sistema.
Las unidades más habituales de calor específico son J / (kg · K) y cal / (g · °C).
Calor latente
El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a...