Fundamentos de Calor y Temperatura en Química

Calor y Temperatura

Conceptos Básicos

Calor

El calor es energía en tránsito que siempre fluye de objetos con mayor temperatura a objetos con menor temperatura que se encuentren en contacto térmico. Su unidad de medida es Q = cal.

Temperatura

La temperatura es una magnitud física que indica qué tan caliente o fría está una sustancia y se mide con un termómetro. Su unidad de medida es T = °C.

Cantidad de Calor

Es la cantidad de calor suministrada a una sustancia para que se produzca un aumento o disminución de temperatura. La cantidad de calor se expresa como Q = m ⋅ c_e ⋅ ΔT.

Equilibrio Térmico

Cuando dos cuerpos se ponen en contacto a diferentes temperaturas, después de determinado tiempo alcanzan la misma temperatura.

Capacidad Calorífica

Es la relación existente entre la cantidad de calor que recibe un cuerpo y su correspondiente elevación de temperatura.

Calor Específico

Es la cantidad de calor que se debe suministrar a un gramo de una sustancia para que su temperatura aumente en un grado centígrado. Su unidad es J/kg ⋅ K.

Mecanismos de Transmisión de Calor

Conducción

Es la transmisión del calor a través de un sólido en contacto directo con otro sólido.

Convección

Es la corriente que se establece entre dos puntos de una masa fluida cuando existe entre ellos una diferencia de temperatura.

Radiación

Es la propagación del calor por medio de ondas electromagnéticas, esparcidas incluso en el vacío.

Cambios de Fase

Vaporización

Es el paso de la fase líquida a la fase gaseosa. Se puede producir de dos maneras: la evaporación y la ebullición.

Licuefacción

Una sustancia cambia de fase gaseosa a líquida. Durante este proceso, la sustancia cede calor; sin embargo, su temperatura no disminuye.

Solidificación

Una sustancia cambia de fase líquida a sólida. La sustancia cede calor; sin embargo, la temperatura no disminuye.

Calor Latente de Fusión

Representa la cantidad de calor que absorbe la unidad de masa de un sólido para pasar a estado líquido.

• Leyes de Fusión: Toda sustancia sólida se funde a una determinada temperatura o punto de fusión para un determinado valor de presión. Durante el proceso de fusión, la temperatura permanece constante.

Calor Latente de Solidificación

La cantidad de calor que cede la unidad de masa de un líquido para pasar al estado sólido.

• Leyes de Solidificación: Toda sustancia líquida se solidifica a una determinada temperatura o punto de solidificación para un determinado valor de presión. La segunda ley es igual que la segunda ley de fusión.

Calor Latente de Vaporización

La cantidad de calor que absorbe una unidad de masa de un líquido para pasar a estado gaseoso.

• Leyes de Vaporización: Toda sustancia líquida puede pasar a estado gaseoso cuando se encuentra a una determinada temperatura o punto de vaporización para un determinado valor de presión. La otra ley es la misma que en los demás casos.

Calor Latente de Licuefacción

La cantidad de calor que cede una unidad de masa de un gas para pasar al estado líquido.

• Leyes de Licuefacción: Toda sustancia gaseosa puede pasar a estado líquido cuando se encuentra a una determinada temperatura o punto de licuefacción para un determinado valor de presión.