Fundamentos de Termodinámica: Calor, Temperatura y Procesos de Transferencia

Calor y Temperatura

Calor: Tipo de energía denominada “energía calórica”. Es el proceso de equilibrio térmico en donde lo que se transmite es el calor, de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura, logrando que las temperaturas se igualen. La unidad de calor es la caloría (cal).

Propagación de Calor

• Convección: El agua calentada por la placa asciende mientras el agua más fría desciende.
• Conducción: El calor se desplaza desde el extremo caliente del atizador hacia el extremo frío.
• Radiación: El calor atraviesa el espacio en forma de rayos infrarrojos.

Temperatura

Es la forma objetiva de expresar lo que se conoce como estado térmico de un cuerpo, asignándole un valor numérico. Estos valores son los que conocemos como “escala termométrica”.

Temperatura y Estructura de la Materia

La temperatura de una sustancia depende del grado de movimiento traslacional de las moléculas.

Calorimetría

Es la rama de la termodinámica que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor.

Capacidad Calorífica

La capacidad calorífica (C) es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia a 1,0 grados.

Calor Específico

El calor específico (c) de una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una unidad de masa a 1,0 grados.

Unidades de Medida del Calor

El calor se mide en unidades de energía. Por lo tanto, en el Sistema Internacional su unidad es el Julio (J). Con frecuencia se usan múltiplos del Julio, como el Kilojulio (kJ). Otra unidad tradicional (antigua) para medir el calor es la caloría (cal).

Principio de Mezclas

Este principio permite predecir el valor de la temperatura de equilibrio si ponemos en contacto a dos sustancias. Este principio plantea lo siguiente:

Q = -Q

Donde:

• Q: Cedido
• -Q: Absorbido

El calor cedido es igual al valor negativo del calor absorbido.

Calorímetro

Es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministrado o recibidos por los cuerpos; es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.