domingo, 29 de marzo de 2015

Lectura 29: Calor y calor específico

Calor es la cantidad de energía en tránsito de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura.
Esta forma de energía se mide en calorías. Una caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado centígrado (1 °C) la temperatura de un gramo de agua. Siendo una forma de energía, tiene un equivalente en julios que son las unidades en las que se mide la energía. 1cal = 4.18J
Tabla 1: calor específico de algunas sustancias
SustanciaCalor específico (cal/gr°C)
Agua1.00
Hierro0.113
Cobre0.093
Aire0.24
Vidrio0.199
El calor específico de una sustancia equivale, por tanto, a la cantidad de calor por unidad de masa y de temperatura. Sus unidades son cal/gr°C. La tabla 1, muestra la medida del calor específico de algunas sustancias.

Hagamos algunos cálculos:
Ejemplo 1: Calcular el calor necesario para elevar la temperatura de 20 gramos de hierro desde 15°C hasta 100°C.
Solución:
Q =?
m = 20gr
∆t = 100°C − 15°C = 85°C
c = 0.113 cal/gr°C

Aplicando la fórmula Q = mc∆t se tiene
Q = 20gr×0.113 cal/gr°C×85°C = 192.1cal
Ejemplo 2: El agua de un recipiente varía su temperatura de 12°C a 38°C, cuando se le transfieren 205 calorías. ¿Cuál es la masa de agua en el recipiente?
Solución:
Q = 205 cal
m =?
∆t = 38°C − 12°C = 26°C
c = 1.00 cal/gr°C

De la fórmula Q = mc∆t se tiene que

Entonces:


Actividad:
  1. ¿Qué es el calor y en qué unidades se mide?
  2. ¿En qué unidades se mide la energía?
  3. ¿Cuál es la equivalencia entre calorías y julios?
  4. ¿Qué es calor específico?
  5. Realice los siguientes ejercicios:
    1. ¿Cuál es el calor necesario para aumentar la temperatura de 25 gramos de vidrio desde 12°C hasta 23°C?
    2. ¿Cuál es la masa de un alambre de cobre que absorbe 234 calorías para aumentar su temperatura de 4°C hasta 18°C?
    3. ¿En cuánto varía la temperatura de 5 gramos de aire si al calentarse absorbe 155 calorías?
    4. ¿Cuál es el calor específico de una sustancia desconocida, si 30 gramos de ella, absorben 115 calorías cuando su temperatura aumenta de 20°C a 25°C?

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