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Webscolar » Física » Las unidades de medidas de calor

Las unidades de medidas de calor

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INVESTIGACION

¿Cuales son las unidades de medidas para el calor?

La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional de Unidades es la misma que la de la energía y el trabajo: el joule.

Caloría

Es la cantidad de calor que cede o absorbe un gramo de agua para variar su temperatura en un grado. 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.

Capacidad calórica

Es la cantidad de calor que permite variar, en un grado, la temperatura de un cuerpo. Se mide en unidades del SI julios/K (o también en cal/°C). Expresada en fórmula:

[image]

Donde:

C es la capacidad calorífica, que en general será función de las variables de estado.

Q es el calor absorbido por el sistema.

ΔT la variación de temperatura

Calor específico

Es la cantidad de calor cedido o absorbido por un gramo de una sustancia, para variar su temperatura en un grado Celsius.

Su unidad es: cal

[image]

donde:

  • Q es el calor aportado al sistema.
  • m es la masa del sistema.
  • c es el calor específico del sistema.
  • ΔT es el incremento de temperatura que experimenta el sistema.

Las unidades más habituales de calor específico son J / (kg · K) y cal / (g · °C).

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De esta forma, y recordando la definición de caloría, se tiene que el calor específico del agua es aproximadamente:

[image]

Calor específico molar

El calor específico de una sustancia es un índice importante de su constitución molecular interna, y a menudo da información valiosa de los detalles de su ordenación molecular y de las fuerzas intermoleculares. En este sentido, con frecuencia es muy útil hablar de calor específico molar denotado por cm, y definido como la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en 1 grado es decir, está definida por:

[image]

donde n indica la cantidad de moles en la sustancia presente.

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:

[image]

Dado que:

[image]

De igual forma se puede definir la capacidad calórica molar como:

Cn = nc

¿Que es calor sensible?

Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas. La constante de proporcionalidad recibe el nombre de calor específico.

El nombre proviene de la oposición a calor latente, que se refiere al calor “escondido”, es decir que se suministra pero no “se nota” el efecto de aumento de temperatura, ya que por lo general la sustancia a la que se le aplica aumentará su temperatura en apenas un grado centígrado, como un cambio de fase de hielo a agua líquida y de ésta a vapor. El calor sensible sí se nota, puesto que aumenta la temperatura de la sustancia, haciendo que se perciba como “más caliente”, o por el contrario, si se le resta calor, la percibimos como “más fría”.

Para aumentar la temperatura de un cuerpo hace falta aplicarle una cierta cantidad de calor (energía). La cantidad de calor aplicada en relación con la diferencia de temperatura que se logre depende del calor específico del cuerpo, que es distinto para cada sustancia.

El calor sensible se puede calcular en algunos casos simples:

  • Si el proceso se efectúa a presión constante:

Qs = ΔH = mCp(t2 − t1)

En donde H es la entalpía del sistema, m es la masa del cuerpo, Cp es el calor específico a presión constante (definido como la cantidad de calor requerida para aumentar en un grado la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo a presión constante), t2 es la temperatura final y t1 es la temperatura inicial del cuerpo.

  • Si el proceso se efectúa a volumen constante:

Qs = ΔU = mCv(t2 − t1)

En donde Cv es el calor específico a volumen constante, y U representa la energía interna del sistema. Los valores de calor específico varían también con la temperatura ambiente y el estado físico de agregación de las sustancias.

¿Que es calor latente?

El calor de cambio de estado es la energía requerida por una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura; por tanto al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía.

Antiguamente se usaba la expresión calor latente para referirse al calor de fusión o de vaporización. Latente en latín quiere decir escondido, y se llamaba así porque, al no notarse un cambio de temperatura mientras se produce el cambio de fase (a pesar de añadir calor), éste se quedaba escondido. La idea proviene de la época en la que se creía que el calor era una sustancia fluida denominada calórico. Por el contrario, el calor que se aplica cuando la sustancia no cambia de fase, aumenta la temperatura y se llama calor sensible.

Cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llega a 0 °C (temperatura de cambio de fase), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo.

Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100 °C; desde ese momento se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.

Esta cualidad se utiliza en la cocina, en refrigeración, en bombas de calor y es el principio por el que el sudor enfría el cuerpo.

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___________.WEBSCOLAR. Las unidades de medidas de calor. http://www.webscolar.com/las-unidades-de-medidas-de-calor. Fecha de consulta: 18 de abril de 2014.

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