Written by LA calorimetría es la rama de la física que estudia el calor. El propósito de la calorimetría no es solo comprender el concepto de calor, sino también calcular su cantidad. Antes de saber cómo calcular la cantidad de calor, aclaremos algunos conceptos importantes.
O calor es energía térmica transferida de un cuerpo con una temperatura más alta a otro con una temperatura más baja. Ningún cuerpo tiene calor, es solo energía en tránsito de un cuerpo a otro. Una vez finalizada la transferencia, no hay más calor, ya que en este caso se ha alcanzado el equilibrio térmico (cuerpos a la misma temperatura).
hay dos tipos de calor: calor sensible (o específico) y calor latente. O calor sensible es el que basta para variar la temperatura corporal, sin que se produzca un cambio de estado. Su cálculo se verá a continuación (mediante la ecuación fundamental de calorimetría). ya el calor latente es el que provoca un cambio de estado en el cuerpo, pero no cambia su temperatura. Está determinado por la ecuación:
donde m es la masa, L es el calor latente de la sustancia y Q es la cantidad de calor requerida para un cambio en el estado físico, sin cambio de temperatura.
Hay una característica que es inherente al cuerpo que va a transmitir o recibir calor, ya que no basta con que se transfiera calor, es necesario que un cuerpo pueda dar o recibir este calor. Esta característica se llama capacidad térmica. Mide cuánto calor puede retener una sustancia y cuánto tiempo puede retenerla.
Como es una característica de cada organismo, las sustancias tienen distintas capacidades térmicas. Un ejemplo es la arena de la playa y el agua de mar. La arena se calienta muy rápidamente, pero también se enfría rápidamente, mientras que el agua tarda en calentarse, sin embargo, se enfría más lentamente de la misma manera. En este caso, el agua tiene una mayor capacidad térmica que la arena.
La capacidad calorífica (C) también se define como la cantidad de calor que un cuerpo necesita para variar su temperatura en una unidad. Matemáticamente es equivalente:
donde ΔT es la variación de temperatura, Q es la cantidad de calor y C es la capacidad calorífica, esta última en cal / ºC (calorías por grados Celsius) o J / K (Joule por Kelvin).
Una vez definidos estos conceptos, podemos determinar la cantidad de calor. Se sabe, experimentalmente, que la cantidad de calor es proporcional a
- masa m
- variación de temperatura ΔT
Así,
la constante de proporcionalidad en la ecuación es la calor sensible c de la sustancia (también llamada calor especifico). Entonces el cantidad de calor Q será:
La ecuación 3 se conoce como ecuación fundamental de calorimetría, debido a su importancia en el cálculo de la cantidad de calor. Se determinó experimentalmente.
Ahora imagina varios cuerpos en un ambiente aislado, es decir, uno que no intercambia masa ni energía con el ambiente externo (una caja de poliestireno, por ejemplo). Si estos cuerpos tienen una temperatura diferente entre sí, habrá intercambios de calor hasta que haya un equilibrio térmico dentro de este sistema.
Como el sistema está aislado, la energía térmica total en su interior debe ser constante, independientemente de los intercambios que se realicen en el interior. Piel principio de conservación de energía, tenemos la siguiente declaración de equilibrio energético:
«La suma de las cantidades de calor desprendidas por algunos cuerpos es igual a la suma de las cantidades de calor recibidas por los otros cuerpos».
O sea,
si usamos como convención que el calor recibido será positivo (Q> 0) y el calor entregado será negativo (Q <0), tendremos
El balance de energía visto arriba es útil para descubrir variables desconocidas en el sistema.
También es importante resaltar que las dos formas de recibir o donar calor pueden darse en un mismo cuerpo: la sensible y la latente. Supongamos, por ejemplo, un cubo de hielo que recibe suficiente calor latente para volverse líquido y, al continuar recibiendo calor (sensible ahora), comienza a calentar el agua en que se ha convertido. Por tanto, la cantidad total de calor que recibirá este bloque de hielo será:
El calor total recibido es la suma del calor latente del hielo y el calor sensible del agua.
El tipo de sartén más recomendado, por motivos de salud, es el sartén de acero inoxidable. Sin embargo, el acero inoxidable tiene una conductividad térmica baja. Para solucionar este problema, los fabricantes hacen uso de un difusor de calor, generalmente de aluminio, cuyo objetivo es mejorar la conductividad y homogeneizar la transferencia de calor en el fondo de la sartén.
En relación con lo anterior, marque la (s) proposición (es) CORRECTO (S).
