Fundamentos de Calorimetría: Conceptos y Principios Clave

Principios de la Calorimetría

La calorimetría es la rama de la física que estudia el calor.

Termodinámica y Calor

La termodinámica estudia la transferencia y las propiedades del calor.

• Calor: Energía que se transfiere de un cuerpo a otro.
• Temperatura: Medida del estado energético de los cuerpos.

Termómetros y Escalas de Temperatura

Los termómetros son instrumentos para medir el calor. Existen diferentes tipos, como:

• Termómetros metálicos
• Termómetros líquidos

Escalas termométricas comunes:

• Celsius (°C)
• Fahrenheit (°F)
• Kelvin (K)
• Rankine (R) - Usada para temperaturas elevadas.

Cambios de Estado

Temperatura de Ebullición: Temperatura que permanece constante durante un tiempo en el cambio de estado líquido a gaseoso.

Calor de Vaporización: Cantidad de calor suministrada a un líquido, a la temperatura de ebullición, para que pase al estado de vapor.

• Condensación: Paso de gas a líquido por desprendimiento de calor.
• Solidificación: Paso de líquido a sólido.
• Sublimación: Proceso mediante el cual se pasa directamente del estado sólido a vapor.
• Evaporación: Proceso de enfriamiento que permite el cambio de estado de líquido a gas y se lleva a cabo en la superficie de los líquidos.

Dos cuerpos pueden encontrarse a la misma temperatura aun cuando sean diferentes las cantidades de calor suministradas.

Escalas de Temperatura: Detalles

• Escala Celsius (°C): Usa los puntos de fusión del hielo (0 °C) y el de ebullición del agua (100 °C).
• Escala Fahrenheit (°F): Tiene puntos fijos en 32 °F para la fusión del hielo y 212 °F para la ebullición del agua.
• Escala Kelvin (K): Tiene 273 K para el punto de fusión del hielo y 373 K para el punto de ebullición del agua. (Nota: se corrigió el valor de 573K a 373K)

Dilatación de los Sólidos

La dilatación térmica, también llamada expansión térmica, es el resultado de un cambio en la distancia que separa los átomos de una sustancia. Los cuerpos sólidos, al ser sometidos a variaciones de temperatura, se dilatan; es decir, sus dimensiones aumentan.

Estados de Agregación o Fases

Son los estados o fases en los cuales se encuentran los cuerpos en la naturaleza. Para que haya un cambio de estado, es necesario que se produzca una transferencia de energía.

• Sólido: Se caracteriza porque la energía cinética es menor que la energía potencial, y sus moléculas vibran sin cambiar de lugar debido a su gran fuerza de cohesión.
• Líquido: Se caracteriza porque la fuerza de cohesión entre sus moléculas es débil, deslizándose unas sobre otras, de tal manera que las moléculas que lo constituyen adoptan la forma del recipiente que los contiene.