El calor

El calor y los materiales

Como ya sabemos el calor es una forma de energía, entonces debe medirse en unidades energéticas, como el Joule (S.I), el Erg (C.G.S) y la Caloria.

Joule: [J] Erg: [Erg] Caloria: [cal]
Relación Joule-Calorías: 1[cal] = 4.18 [J]

Capacidad Calórica y Calor específico

Así como dos recipientes no representan la misma capacidad para contener cierto volumen, tampoco todos los materiales tienen la misma capacidad para absorber calor, lo que significa que hay algunos que son más difíciles de calentar que otros. La capacidad para absorber calor se conoce con el nombre de “Capacidad Calórico” (C) y se expresa como la relación entre el calor absorbido o cedido (Q) por un sistema y la variación de temperatura que este experimenta (∆T).

Ahora bien, al aplicar la misma cantidad de calor a dos cuerpos o sustancias iguales pero de distinta masa, la mayor variación de temperatura la experimenta la masa menor. Para incorporar esta variable se define el concepto de “Calor específico” (c). El calor específico corresponde a su capacidad calórico por unidad de masa y es característico de cada sustancia.

Principio de Regnault

Si ponemos en contacto un cuerpo caliente con otro a menor temperatura observaremos, al cabo de cierto tiempo, que el cuerpo caliente decrece su temperatura, mientras que el frió la eleva hasta que ambos alcancen una misma temperatura llamada equilibrio. Este hecho, unido al principio de conservación de la energía permite formular que la cantidad de calor cedido es igual a la cantidad de calor absorbido:

-Qcedido = Qabsorbido

-(cm∆T) = cm∆T

* Se antepone un signo negativo al calor cedido, porque su variación de temperatura es negativa, por lo tanto así se cancelan los signos y se cumple la igualdad.

Problemas para resolver.

1) Un bloque de plomo de 38 [kg] se calienta desde -26°C hasta 180°C. Si el calor especifico del plomo es 0.031, ¿Cuánto calor absorbe durante el calentamiento?

Respuesta: 242668[cal]

2) En un recipiente que contiene 400 [gr] de agua a 24°C se deja caer un bloque de cobre de 500 [gr] que se encuentra inicialmente a 140°C. Siendo el calor especifico del agua 1 y del cobre 0.09. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio del bloque y el agua? Despreciar el recipiente.

Respuesta: 35.7°C