Calor Latente

Se define como la cantidad de calor que necesita una sustancia para pasar del estado sólido a líquido o de líquido a gas sin cambio de temperatura. En el caso del agua, el calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido manteniendo la temperatura constante en el punto de fusión.

Calor Específico.

•          El calor específico (C),de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura en una unidad por unidad de masa, sin cambio de estado:

•          Su unidad en el sistema SI es el Joule por kilogramo y kelvin, cuya notación es J/(kg•K). También se usa bastante las unidad del sistema técnico, la kilocaloría por kilogramo y grado Celsius y su notación es: kcal/kgºC.

Tabla de elementos & su valor específico.

Es el proceso por el cual se transmite a través de ondas electromagnéticas. Implica doble transformación de la energía para llegar al cuerpo al que se va a propagar: primero de energía térmica a radiante y luego viceversa.

Ejemplo: La energía solar

Capacidad Calorífica

•          La capacidad calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor.

Se denota por C, se acostumbra a medir en J/K, y se define como:

Cambio de Fase.

•          En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados básicos son el sólido, el líquido y el gaseoso (hielo - agua - vapor)

•          Vaporización: es la sustancia en estado líquido pasa a ser gas, cuando éste alcanza la temperatura de ebullición, a consecuencia de un aumento de calor. Tiene lugar sólo en la superficie del líquido y se produce de forma gradual.

•          Condensación; a la inversa que en la vaporización, un gas retrocede para pasar de nuevo a ser líquido, debido a la pérdida de calor. Este proceso comienza cuando el gas se enfría y llega hasta la temperatura a la cual se evaporó.

•          Solidificación; Sucede cuando un líquido pierde calor, disminuye su temperatura y por consecuencia pasa al estado sólido. Por ende, su volumen también disminuye, lo que hace que la sustancia sea más densa.

•          Fusión; a la inversa de la solidificación, un sólido pasa al estado líquido, es decir, se funde, por una ganancia de calor. Esto se consigue sólo cuando el sólido alcanza su punto de fusión.

•          Sublimación, o volatización; tiene lugar cuando un sólido se transforma directamente a gas. Algunas sustancias que tiene esta característica son el alcanfor, el dióxido de carbono sólido, y el yodo, los cuales sufren este proceso sin pasar por el estado líquido.

•          Grafica ,

•          Calor por Faces.

Ejemplos:

¿Cuánto calor es necesario para elevar la temperatura de 200 gr. de mercurio de 20°C a 100°C?      C Hg =0.033 cal/g°C

Datos:

C Hg= 0.033 cal/g°C

m= 200 g

∆T= 100°C – 20°C = 80°C

Q= ?

Conducción Térmica

•          Es el proceso que se produce por contacto térmico entre dos ó más cuerpos, debido al contacto directo entre las partículas individuales de los cuerpos que están a diferentes temperaturas, lo que produce que las partículas lleguen al equilibrio térmico.

La conducción pura se presenta sólo en materiales sólidos.

•           Ejemplo: Una cuchara metálica en una taza de té.

Convicción Térmica

•       La convicción siempre está acompañada de la conducción, debido al contacto directo entre partículas de distinta temperatura en un líquido o gas en movimiento.

•       Ejemplo: Los calefactores dentro de la casa.

•       Sólo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica movimiento de volúmenes de fluido de regiones que están a una temperatura, a regiones que están a otra temperatura. El transporte de calor está inseparablemente ligado al movimiento del propio medio.

Radiación Térmica.

•          Es el proceso por el cual se transmite a través de ondas electromagnéticas. Implica doble transformación de la energía para llegar al cuerpo al que se va a propagar: primero de energía térmica a radiante y luego viceversa.

Ejemplo: La energía solar

Unidades de Calor

•          La Caloría (Cal) , es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua. También sabemos que el calor se mide en Joules.

J/kg°C (cuando la masa esta en kg).

•          Las Kilocaloría (Kcal) , es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado Celsius la temperatura de un kilogramo de agua.

Kcal/gr°C (cuando la masa esta en gr).

•          Otra unidad bastante utilizada es la BTU, (Unidad Térmica Británica), que se utiliza en los países ingleses, y representa la cantidad de energía que se requiere para elevar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en condiciones atmosféricas normales.

Transferencia de Calor.

•          El Calor puede ser transferido por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la

radiación, Conducción & la convección.

Historia de Calor

Historia

•          Hasta el siglo XIX se explicaba el efecto del ambiente en la variación de la temperatura de un cuerpo por medio de un fluido invisible llamado calórico. Este se producía cuando algo se quemaba y, además, que podía pasar de un cuerpo a otro. La teoría del calórico afirmaba que una sustancia con mayor temperatura que otra, necesariamente, poseía mayor cantidad de calórico.

•          Benjamín Thompson y James Prescott Joule establecieron que el trabajo podía convertirse en calor o en un incremento de la energía térmica determinando que, simplemente, era otra forma de la energía.

 

El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.

Para relacionar la cantidad de Calor & Temperatura, debemos tener en cuenta lo siguiente:

La cantidad de calor se denota con la letra Q  y se define como la energía térmica necesaria para elevar la temperatura de una masa dada.

Relación entre Q, TF – TI y la sustancia

•         Para elevar en un grado la temperatura de un gramo de una sustancia por unidad de masa, se necesita una determinada cantidad de calor, que recibe el nombre de calor específico, símbolo c, el cual es igual a:

 La fórmula que permite determinar la cantidad de calor (Q) cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m) y calor específico (C), cuando su temperatura inicial (ti) varía hasta la temperatura final (tf,), se puede calcular mediante la ecuación calorimétrica: