CAPACIDAD CALORIFICA
La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar 1 K la temperatura de una determinada cantidad de una sustancia.
Q” es el símbolo universal del calor.
T” es el símbolo de temperatura.
“Δ” se llama “Delta” y es una letra griega que expresa una variación. Por ejemplo: ΔT significa una variación en la temperatura, y se lee “delta T”.
"C” (en mayúscula siempre) es el símbolo de capacidad térmica
PROBLEMA RESUELTO
PROBLEMA RESUELTO
Determina la capacidad calorífica de un cuerpo sabiendo que cuando desprende
5 KJ de calor, su temperatura disminuye 1.85 K. Sabiendo que el cuerpo tiene una
masa de 3 kg, determina, además, la capacidad calorífica de la sustancia que lo
compone.
Solución
Datos
Aplicando la expresión para la capacidad calorífica del cuerpo, nos queda:
C=Q∆T =−5⋅10 3 −1.85 =2702.7 J/k
Por otro lado, la capacidad calorífica nos permite entender como se comporta la sustancia térmicamente, independientemente de la cantidad de masa que tenga:
c=Cm =2702.73 =900.9 J/k⋅kg
- Calor extraido del cuerpo: Q = - 5 KJ = - 5·103 J (El signo negativo indica que el calor se transfiere desde el cuerpo al entorno)
- Aumento de temperatura: ∆T = -1.85 k
- Masa del cuerpo: m = 3 kg
Aplicando la expresión para la capacidad calorífica del cuerpo, nos queda:
Por otro lado, la capacidad calorífica nos permite entender como se comporta la sustancia térmicamente, independientemente de la cantidad de masa que tenga:
Calor especifico de las sustancias
calor específico es una magnitud física que se define Jla cantidad de calor (Energía, ya que el calor no es una energía sino mas bien una forma de transporte de la misma,)que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). En general, el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial.[1] [2] Se la representa con la letra (minúscula).
Equilibrio térmico
Es el estado en el que se igualan las temperaturas de dos cuerpos que
inicialmente tenían diferentes temperaturas. Al igualarse las temperaturas se
suspende el flujo de
calor, y el sistema formados por esos cuerpos llega a su
equilibrio térmico.
Por ejemplo, si pone tienes un recipiente con agua caliente, y otro con agua fría, a través de sus paredes se establecera un flujo de energía calorífica, pasado un tiempo, la temperatura del agua en ambos recipientes se igualará (por obra de las transferencias de calor, en este caso del agua más caliente a la más fría, también por contacto con el aire del medio ambiente y por evaporación), pero el equilibrio térmico lo alcanzarán cuando ambas masas de agua estén a la misma temperatura.
La cantidad de calor (Q) que gana o pierde un cuerpo de masa (m) se encuentra con la fórmula
Donde:
Q es la cantidad de calor (que se gana o se pierde), expresada en calorías.
m es la masa del cuerpo en estudio. Se expresa en gramos
Ce es el calor específico del cuerpo. Su valor se encuentra en tablas conocidas. Se expresa en cal / gr º C
Δt es la variación de temperatura = Tf − T0. Léase Temperatura final (Tf) menos Temperatura inicial (T0), y su fórmula es
Desarrollo:
Datos:
Capacidad calorífica específica del agua: 1 cal/grº C
El agua que está a 20º C ganará temperatura
El agua que está a 40º C perderá temperatura
Sabemos que para conseguir el equilibrio térmico (igualar las temperaturas) la cantidad de calor ganada por un cuerpo debe ser igual a la cantidad de calor perdida por el otro.
Entonces:
para los 50 gr de agua a 20º C tendremos Q1 (cantidad de calor ganada)
reemplazamos los valores y queda
(cantidad de
calor ganada)
para los 50 gr de agua a 40º C tendremos Q2 (cantidad de calor perdida)
(cantidad de
calor perdida)
Como Q1 = Q2 (calor ganado = calor perdido)
Entonces:
Por ejemplo, si pone tienes un recipiente con agua caliente, y otro con agua fría, a través de sus paredes se establecera un flujo de energía calorífica, pasado un tiempo, la temperatura del agua en ambos recipientes se igualará (por obra de las transferencias de calor, en este caso del agua más caliente a la más fría, también por contacto con el aire del medio ambiente y por evaporación), pero el equilibrio térmico lo alcanzarán cuando ambas masas de agua estén a la misma temperatura.
La cantidad de calor (Q) que gana o pierde un cuerpo de masa (m) se encuentra con la fórmula
Donde:
Q es la cantidad de calor (que se gana o se pierde), expresada en calorías.
m es la masa del cuerpo en estudio. Se expresa en gramos
Ce es el calor específico del cuerpo. Su valor se encuentra en tablas conocidas. Se expresa en cal / gr º C
Δt es la variación de temperatura = Tf − T0. Léase Temperatura final (Tf) menos Temperatura inicial (T0), y su fórmula es
problema resuelto
¿Cuál será la temperatura de una mezcla de 50 gramos de agua a 20 grados
Celsius y 50 gramos de agua a 40 grados Celsius?Desarrollo:
Datos:
Capacidad calorífica específica del agua: 1 cal/grº C
El agua que está a 20º C ganará temperatura
El agua que está a 40º C perderá temperatura
Sabemos que para conseguir el equilibrio térmico (igualar las temperaturas) la cantidad de calor ganada por un cuerpo debe ser igual a la cantidad de calor perdida por el otro.
Entonces:
para los 50 gr de agua a 20º C tendremos Q1 (cantidad de calor ganada)
reemplazamos los valores y queda
(cantidad de
calor ganada)para los 50 gr de agua a 40º C tendremos Q2 (cantidad de calor perdida)
(cantidad de
calor perdida)Como Q1 = Q2 (calor ganado = calor perdido)
Entonces:
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