Termodinámica Esencial: Calor, Entalpía y Medición de Propiedades Térmicas

Conceptos Fundamentales de Termodinámica

¿Qué es el Calor?

El calor es la energía que se transfiere a través de los límites de un sistema como consecuencia de una diferencia de temperatura entre el sistema y su entorno.

Es importante aclarar que el calor no es una forma de energía almacenada en un sistema, sino una forma de transferencia de energía. A algunos les resulta más fácil visualizar esto entendiéndolo como un trabajo a nivel molecular. Este concepto es fundamental en la ciencia en general y, específicamente, en la termodinámica.

Termodinámica: La Ciencia del Calor y la Energía

La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica que, a partir de razonamientos deductivos, estudia sistemas reales sin necesidad de modelización y sigue un método experimental.

El Calorímetro: Instrumento de Medición Térmica

Un calorímetro es un aparato diseñado para medir cualquier constante térmica, especialmente el calor específico. Este instrumento sirve para cuantificar las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos, así como para determinar el calor específico de una sustancia y las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

Calor Específico: Una Propiedad Característica

El calor específico (ce) es una propiedad característica de cada elemento o sustancia que determina la cantidad de energía que se le debe suministrar para elevar su temperatura. Se calcula según la siguiente fórmula:

Q = m * ce * (Tf - Ti)

Donde:

• Q: Cantidad de calor o energía transferida.
• m: Masa de la sustancia.
• ce: Calor específico.
• Tf: Temperatura final.
• Ti: Temperatura inicial.

Para hallar el calor específico, se puede despejar la fórmula:

ce = Q / (m * (Tf - Ti))

Entalpía: Conceptos Clave

Entalpía de Formación

La entalpía de formación ( ) de un compuesto químico es la variación de entalpía de la reacción de formación de dicho compuesto a partir de las especies elementales que lo componen, en su forma más abundante. Por ejemplo, la entalpía de formación del agua, formada por hidrógeno y oxígeno, sería equivalente a la entalpía de reacción de hidrógeno diatómico y oxígeno diatómico.

Entalpía General (ΔH)

La entalpía (ΔH ) es una variable de estado, lo que significa que solo depende de los estados inicial y final del sistema. Se define como la suma de la energía interna de un sistema termodinámico y el producto de su volumen y su presión.

Nota: El documento original mencionaba "entalpía de combustión", pero la definición proporcionada corresponde a la entalpía general. Se ha ajustado para mayor claridad.

Constantes y Equivalencias Útiles

• 1 atm = 760 mmHg = 760 torr
• R = 0,082 atm·L/(mol·K)