caloría

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EL CALOR (Q)
 Energía en transito, que se
transmite de un cuerpo a
otro en virtud de una
diferencia de temperatura
 El flujo normal y espontaneo del calor va desde el cuerpo de
mayor temperatura al cuerpo de menor temperatura
 El calor no se puede «guardar». Por ejemplo, un termo para
comida «no guarda el calor», sino que mantiene la temperatura
 El flujo de calor dura hasta que se consigue el equilibrio térmico
UNIDADES DE MEDIDA
Como toda forma de energía
el calor se mide en Joule (J)




También se utiliza, como
unidad de medida para
el
calor la caloría (cal)
La unidad llamada caloría (cal) se define como la cantidad de calor
que se necesita para elevar en 1ºC la temperatura de 1 gr de agua
Equivalencia entre unidades
Observaciones:
a) Se debe tener en cuenta el signo de Q
a) Unidad de medida mas utilizada:
b) ¿Cuál seria la unidad de medida en el sistema MKS?
Sustancia
c (cal/gr°C)
c (J/Kg K)
Agua
1
4186
Aluminio
0,22
924
Cobre
0,094
395
Mercurio
0,033
139
Plata
0,056
235
Hierro
0,11
483

El calor especifico es una medida de la “resistencia térmica” o
“inercia térmica” de una sustancia

Mientras mayor sea el calor especifico de una sustancia, mayor
cantidad de calor se le debe transferir para modificar su
temperatura

Suponiendo masas iguales; ¿A que sustancia se le debe ceder
mayor cantidad de calor para modificar su temperatura?

Iguales masas de agua y
hierro, reciben la
misma
cantidad de calor ¿Cuál se
calienta mas? Explica

En la playa, la misma cantidad de calor incide en el agua y en la
arena; ¿Cómo se explica que el agua se encuentre a menor
temperatura?
El calor especifico del agua
APLICACIONES



Es utilizado en calderas como sistema de calefacción, ya que al
enfriarse libera grandes cantidades de calor
Es muy útil como agente refrigerante, por ejemplo, en el sistema
de enfriamiento de un automóvil. Un liquido de baja capacidad
calórica se calentara excesivamente con el motor, y por
consiguiente, no será adecuado para controlar la temperatura de
este.
Las condiciones climáticas en lugares cercanos a lagos y costas,
se suavizan bastante en virtud de que estas grandes masas de
agua se calientan y se enfrían más lentamente que las tierras
adyacentes
CAPACIDAD CALORICA “C”
 Relación entre el calor
absorbido o cedido por un
cuerpo y la variación de
temperatura producida
 Unidad de medida:
 Otra expresión:
EJEMPLOS
PREGUNTAS:
1.¿De qué factores depende el calor cedido o absorbido por un cuerpo?
2. ¿Qué se entiende por CALOR ESPECÍFICO de una sustancia o material?
3.-¿Qué significa que el calor específico del Aluminio sea: 0,22 (cal/g ºC)?
4. Si transferimos la misma cantidad de energía en forma de calor a
iguales masas de Agua y Hierro, ¿cuál experimentará mayor variación de
sus temperatura?, ¿por qué?
5. ¿Por qué el agua es buen refrigerante?
6.- Dos bloques de plomo A y B sufren la misma variación de temperatura
∆t= 50ºC. La masa del bloque P es el doble de la masa del bloque Q. ¿Cuál
es la razón QA/QB?
7. Se tienen 4 cuerpos A, B, C y D de calores específicos en (cal/g.ºC)
iguales a 0.24; 0.02; 0.08 y 0.12; respectivamente. Si todos son de
la misma masa y están a la misma Tº
a) ¿Cuál se enfría más rápido?
b) ¿A cuál hay que suministrarle más energía para que aumente su Tº
en 10ºC?
c) Si a todos se les suministra igual cantidad de energía (Q) en forma
de calor, señale el orden de menor a mayor Tº con que quedan.
8.- Suponga que dos bloques, A y B, de cinc ambos, tienen masas mA
y mB tales que mA>mB.
a) ¿El calor especifico de A es mayor, menor o igual al de B?
b) ¿La capacidad calórica de A es mayor, menor o igual al de B?
c) Si A y B experimentaran la misma disminución de temperatura,
¿Cuál liberaría mayor cantidad de calor?
EJERCICIOS
MEZCLA DE SUSTANCIAS
Es posible, aplicar el principio de conservación de la energía :
El calor (energía) absorbido por los cuerpos fríos equivale al calor
cedido por los cuerpos calientes, quedando todos a una temperatura
común
Aplicación: “el calorímetro”
Recipiente térmicamente aislado
que se utiliza para determinar el
calor especifico de un solido o
liquido cualquiera.
Observaciones:

Si se mezclan dos sustancias

El cuerpo de mayor masa experimenta menor cambio de
temperatura

Si se mezclan las mismas masas de la misma sustancia la
temperatura de equilibrio será el promedio de las temperaturas
respectivas
EJEMPLOS:
EJERCICIOS
CAMBIOS DE ESTADO

Al proporcionar calor a un cuerpo, incrementamos su temperatura,
sabemos que hay un aumento en la energía de agitación de sus
átomos

Esta agitación hace que la fuerza de cohesión de los átomos se
altere, pudiendo provocar un cambio de fase
LEYES GENERALES DE LOS CAMBIOS DE ESTADO
OBSERVACIONES:
Calculo del calor latente (L):
ANALISIS
 Se tiene 1 gramo de agua que inicialmente se encontraba en estado
solido a – 10 °C

Grafico de temperatura en función del calor absorbido
Fusión y solidificación
a) Fusión: Paso del estado solido a liquido
b) Solidificación: Proceso inverso, es el paso de liquido a solido
PUNTO DE FUSION Y CALOR LATENTE DE FUSION A 1 atm
Sustancia
Punto de fusión
(°C)
Calor de fusión
(cal/gr)
Plata
961
21
Plomo
327
5,8
Azufre
119
13
Agua
0
80
Mercurio
-39
2,8
Alcohol etílico
-115
25
Nitrógeno
-210
61
Vaporización y condensación
a) Vaporización: Cambio de estado liquido a gaseoso que puede
producirse de dos maneras:
Evaporación
 Ocurre cuando las moléculas de un
liquido que poseen mayor velocidad
(energía) llegan a la superficie del
liquido y logran escapar de la superficie
del liquido
 Como las moléculas de mayor energía
escapan del liquido en la evaporación la
temperatura disminuye.
Ebullición
El cambio se realiza rápidamente, cuando el liquido alcanza una
temperatura determinando
PUNTO DE EBULLICION Y CALOR DE VAPORIZACION A 1 atm
Sustancias
Punto de ebullición
(°C)
Calor de vaporización
(cal/gr)
Agua
100
540
Mercurio
357
65
Alcohol etílico
78
204
Nitrógeno
-196
48
Helio
-269
6
Observación:
EJEMPLOS:
EJERCICIOS
PREGUNTAS
EJERCICIOS
METODOS DE PROPAGACION DEL CALOR
Se definió al calor como “energía en transito”, pero: ¿Cómo
viaja el calor?
CONDUCCION
OBSERVACIONES:
La capacidad de conducir el calor depende de la estructura molecular
de cada objeto, específicamente del tipo de enlace
Si
los
electrones
están
fuertemente ligados, será muy
difícil
que
transmitan
las
vibraciones
Si los electrones tienen la
posibilidad
de
desplazarse,
entonces podrán transmitir el
calor (electrones libres)
Los enlaces iónicos y covalentes
presentan gran fuerza de enlace
entre sus átomos, por lo tanto, sus
electrones
están
fuertemente
ligados, en este caso se habla de
aislantes térmicos (madera, aire,
lana)
Los materiales que propagan de
buena manera el calor presentan
enlaces metálicos. Este tipo de
materiales
se
denominan
conductores
térmicos
(plata,
aluminio)

La madera y el metal se
encuentran a la misma
temperatura,
pero
el
metal da la sensación de
estar mas frio, ya que al
ser
mejor
conductor
térmico

En general los líquidos y gases son buenos aislantes; el aire
conduce muy mal el calor.

Las sustancias porosas que poseen cavidades con aire en su interior
son malas conductoras

La nieve es aislante, está formada por cristales que poseen masas
de aire en su interior
CONDUCTIVIDAD
TÉRMICA

Experimentalmente se demostro que:

Introduciendo la constante de proporcionalidad (K)


La
constante
K,
se
denomina “conductividad
termica”
y
es
una
caracteristica de cada
material.
Me informa acerca de la
capacidad de un material
para conducir el calor,
cuanto mayor es el valor
de K, mayor es la
cantidad de calor que el
material conduce
MATERIAL
CONDUCTIVIDAD
TERMICA (J/smºC)
ACERO
50
AGUA
0,6
AIRE
0,02
ALUMINIO
209
ASBESTO
0,08
CAUCHO
0,15
COBRE
372
CONCRETO
0,8
CORCHO
0,16
LANA
0,001
MADERA
0,1
NÍQUEL
53
ORO
308
PLATA
406
VIDRIO
1
CONVECCION
Los líquidos y gases (fluidos) transmiten el calor por convección
1. El fluido se calienta y sus moléculas se
agitan alejándose unas de otras
2. Esto provoca que el fluido se haga menos
denso, y asciende
3. Por lo tanto baja el fluido mas denso y
frio
4. Así se producen corrientes de
convección, donde el fluido mas caliente
se aleja de la fuente de calor, y el fluido
más frio se mueve hacia la fuente de
calor
OBSERVACIONES

Otro caso de corrientes de convección:
Las capas de aire en contacto
con el congelador pierden
energía se hacen mas densas y
bajan, mientras que las capas
inferior ascienden

Algunas diferencias entre la conducción y la convección
CONDUCCION
CONVECCION
Solidos
Fluidos (líquidos y gases)
No hay movimiento de masas
Existe movimiento de masas de
fluidos
RADIACIÓN
¿ Como llega la energía del
Sol hasta la Tierra?
RADIACIÓN
 El calor también viaja en forma de
ondas electromagnéticos (como la luz)

Como toda OEM, el calor se puede
propagar incluso en el vacío

Este tipo de radiación (no visible) se le
denomina Radiación infrarroja

Todos los cuerpos sobre 0K emiten este
tipo de radiación
CUESTIONARIO

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