CALOR Y CANTIDAD DE CALOR

Cuando una sustancia se está fundiendo o evaporándose está absorbiendo cierta cantidad de calor llamada calor latente de fusión o calor latente de evaporación , según el caso . El calor latente, cualquiera que sea, se mantiene oculto, pero existe aunque no se manifieste un incremento en latemperatura, ya que mientras dure la fundición o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma.

Para entender estos conceptos se debe conocer muy bien la diferencia entre calor y temperatura .

En tanto el calor sensible es aquel que suministrado a una sustancia eleva su temperatura.

La experiencia ha demostrado que la cantidad de calor tomada (o cedida) por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al aumento (o disminución) de temperatura que experimenta.

La expresión matemática de esta relación es la ecuación calorimétrica:

Q = m·Ce·(Tf-Ti)

En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial yTf la temperatura final.  Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura).

Nota: La temperatura inicial (Ti) se anota también como T 0 o como t 0 .

Si Ti > Tf el cuerpo cede calor Q < 0

Si Ti < Tf el cuerpo recibe calor Q > 0

Se define calor específico (Ce) como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del aguaCe vale 1 cal/gº C ó 4,186 J.

El calor específico puede deducirse de la ecuación anterior. Si se despeja Ce de ella resulta:

Un ejemplo:

Sabiendo que el hierro tiene, en calorías por gramo, un calor específico de 0,12 ¿Cuántas calorías necesitamos para aumentar en un grado la temperatura de 200 gramos de hierro?

0,12= Calorías /(200*1)

0,12*(200*1)=Calorías

0,12*200=Calorías

24=Calorías

Por tanto necesitaríamos 24 calorías para aumentar en un grado la temperatura de 200 gramos de hierro.

Sin embargo hay algo importante que debemos saber, y es queel Sistema Internacional de Unidades de Medida expresa el calor específico en Julios por kilogramo por grado Kelvin en vez de en Calorías por gramo por grado Celsius.

Utilizando el calor específico del agua tenemos que

c = 1 cal/(gramo * ºCelsius) 

Sin embargo, utilizando el Sistema Internacional de Unidades de Medida, entonces el calor específico del agua es:

c = 4186 Julio/(kilogramo * ºKelvin)

Así, sabiendo el Calor Específico de una sustancia según el Sistema internacional de Unidades de Medida, es decir, en J/(Kg*ºK) podemos calcularlo en cal/(gramo*ºC) dividiendo dicha cifra por 4186. Mientras, si sabemos el calor específico en cal/(gramo*ºC) podemos calcularlo en J/(kg*ºK) multiplicando dicha cifra por 4186. 

Tenemos por tanto que4186 es el factor de conversión entre el calor específico medido en J/(kg*ºK) y el medido en cal/(gramo*ºC).