calor especifico

1. Calor específico, caloría,
BTU
Las unidades para medir el calor son la
caloría, la Unidad Térmica Británica
(BTU) y una de las características de las
sustancias, es el calor específico.

2.  El calor específico
o más formalmente
la capacidad
calorífica
específica de una
sustancia es una
magnitud física que
indica la capacidad
de un material para
almacenar energía
interna en forma de
calor.
Calor especifico o capacidad calorífica específica.

3. Unidades para medir el calor.
 Como ya señalamos, el calor es una forma
de energía llamada energía calorífica. Por
lo tanto, las unidades para medir el
calor son las mismas del trabajo
mecánico y la energía:
 a) Sistema Internacional de Unidades:
 Joule = Newton x metro.
 b) Sistema CGS:
 Ergio = dina x centímetro = dina.cm.

4.  Aunque existen las unidades anteriores,
aún se utilizan unidades como: la caloría y
el BTU que a continuación se describirán:
 Caloría.- es la cantidad de calor
aplicado a un gramo de agua para
elevar su temperatura 1° C.
 Kilocaloría.- Es un múltiplo de la
caloría y equivale a: 1 Kcal = 1000
cal.

5.  El BTU es la unidad para medir el calor en
el Sistema Inglés, y dichas siglas son
British Thermal Unit, que significa, Unidad
térmica Británica, y es la cantidad de
calor aplicada a una libra de agua
(454 gramos) para que eleve su
temperatura un grado Fahrenheit:
 1 Btu = 252 cal = 0.252 Kcal
 La equivalencia entre joules y
calorías, es la siguiente:
 1 joule = 0.24 cal
 1 caloría = 4.2 Joules.

6. Calor específico.
 Puesto que la capacidad calorífica de una
sustancia es la relación entre el calor
recibido y su variación de temperatura; si
calentamos diferentes masas de una
misma sustancia, observaremos que su
capacidad calorífica es distinta. Por
ejemplo, al calentar dos trozos de hierro,
uno de 2 kg y otro de 10 kg, la relación
ΔQ/ΔT = C es diferente entre los dos
trozos, aunque se trata de la misma
sustancia.

7.  Pero si dividimos el valor de la capacidad
calorífica de cada trozo de hierro entre su
masa, encontraremos que la relación:
capacidad calorífica/masa, o bien C/m
para cada trozo es la misma. De donde
para un mismo material
independientemente de su masa C/m =
constante. A esta relación se le nombra
calor específico y es una propiedad
característica de la materia.

8.  Por definición: el calor específico Ce
de una sustancia es igual a la
capacidad calorífica C de dicha
sustancia entre su masa m:
 Ce = C/m, como C = ΔQ/ΔT, Ce =
ΔQ/mΔT
 Por , lo tanto Q = m Ce ΔT. En términos
prácticos, el calor específico se define
como la cantidad de calor que
necesita un gramo de una sustancia
para elevar su temperatura un grado
Celsius.

9.  En el primer cuadro de este tema se
muestran los calores específicos de
algunas sustancias. En el caso del agua,
su valor es de 1 cal/g °C, esto quiere decir
que un gramo de agua aumenta su
temperatura un grado Celsius cuando se le
suministra una cantidad de calor igual a
una caloría. Según el cuadro, el agua tiene
mayor calor específico, lo cual significa
que necesita más calor para elevar su
temperatura.

10.  Por ejemplo, cuando se ponen a calentar
por separado la misma masa de dos
sustancias diferentes, como el agua y la
plata, se observará que al aplicarles
cantidades iguales de calor, la plata se
calentará aproximadamente 18 veces más
rápido en comparación con el agua, por lo
tanto, cuando ésta suba 1°C de
temperatura, la plata subirá 18 °C.

11. Problemas de calor específico.
 1.- ¿Qué cantidad de calor se debe aplicar a una
barra de plata de 12 kg para que eleve su
temperatura de 22°C a 90°C?
 Datos Fórmula
 Q = ? Q = m Ce ΔT
 m = 12 kg = 12000 gr
 To = 22°C
 Tf = 90°C
 Ce Ag = 0.056 cal/g°C
 Sustitución y resultado:
 Q = 12000 x 0.056 cal/g°C x (90°C-22°C) =
45696 cal.

12.  2.- 600 gramos de hierro se encuentran a una
temperatura de 20° C. ¿Cuál será su temperatura
final si le suministran 8000 calorías?
 Datos Fórmula
 m = 600 gr Q = mCe (Tf-To)
 To = 20°C Despejando a Tf por pasos:
 Tf = ? Tf-To = Q/mCe
 Q = 8000 cal Tf = Q/mCe + To
 Ce Fe = 0.113 cal/g°C Sustitución y resultado:
 Tf = 8000 cal + 20°C = 137.99 °C.
 600 gr x 0.113 cal/g°C

13.  3.- ¿Qué cantidad de calor se necesita
suministrar a 500 gramos de agua para
que eleve su temperatura de 10°C a
80°C?.
 Datos Fórmula
 Q = ? Q = m Ce (Tf-To)
 m = 500 gr Sustitución y resultado:
 To = 10°C Q = 500 gr x 1 cal/gr°C x
(80°C-10°C)
 Tf = 80 °C Q = 35000 calorías.
 Ce H2O = 1 cal/g°C .

14.  4.- Determine el calor específico de una muestra metálica
de 100 gramos que requiere 868 calorías para elevar su
temperatura de 50°C a 90°C. De acuerdo al cuadro 1,
identificar de qué sustancia se trata.
 Datos Fórmula
 Ce = ? Ce = Q/mΔT
 m = 100 grSustitución y resultado:
 Q = 868 cal Ce = 868 cal/100 gr x 40°C = 0.217
 ΔT = 90°C – 50 °C = 40°C cal/g°C.
 Al consultar el cuadro encontraremos que la muestra
metálica es de aluminio.