3.6 Calor: medición cuantitativa
La unidad derivada SI de energía es le joule (J). Otra unidad de la energía calorífica, que se ha utilizado por muchos años, es la caloría (cal con c minúscula). La relación entre joules y calorías es:
4.184 J= 1 cal.
Para darle una idea de la magnitud de estas unidades de calor, 4.184 joules, o 1 caloría, es la cantidad de energía calorífica necesaria para cambiar la temperatura de 1 gramo de agua 1°C, la cual suele medirse de 14.5°C a 15.5°C.
Puesto que los joules y las calorías son unidades bastante pequeñas, se emplean kilojoules (k) y kilocalorías (Kcal.) para expresar la energía calorífica en muchos procesos químicos. La kilocaloría se conoce también como Caloría grande o caloría nutricional (Cal con C mayúscula).
Mediante el ejemplos siguiente podrás advertir la diferencia del significado de los términos calor y temperatura: imagina dos vasos de precipitados, A y B. el vaso A contiene 100g de agua a 20°C y el B 200g, también a 20°C. Ambos vasos se calientan hasta que la temperatura del agua de cada uno alcance 30°C. La temperatura del agua en los vasos se eleva exactamente la misma cantidad 10 C. pero se requirió el doble de calor (8368 J) para elevar la temperatura del agua del vaso B respecto del vaso A (4184 J).
A mediados del siglo XVIII, Joseph Black, químico escocés, experimento con el calentamiento de sustancias. Calentó y enfrío masas iguales de hierro y plomo dentro del mismo intervalo de temperatura. Black observo que se necesitaba mucho más calor para el hierro que para el plomo. Había descubierto una propiedad fundamental de la materia: que cada sustancia tiene una capacidad calorífica característica las capacidades caloríficas se pueden comparar en términos de los calores específicos. El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor (ganado o perdido) que se requiere para cambiar la temperatura de 1 g de esa sustancia 1°C. Se deduce entonces que el calor específico del agua es de 4.184 J/g°C (1.000 cal/g°C).
Comparado con el de casi todas las sustancias, el calor específico del agua es elevado. Por ejemplo el aluminio y el cobre tienen calores específicos de 0.900 J/g°C y 0.385 J/g °C, respectivamente. La relación de masa, calor especifico, cambio de temperatura (Δt) y cantidad de calor que gana o pierde un sistema se expresa mediante esta ecuación general:
(Mas de (calor especifico (Δt) = calor
Sustancia) de la sustancia)
4.184 J= 1 cal.
Para darle una idea de la magnitud de estas unidades de calor, 4.184 joules, o 1 caloría, es la cantidad de energía calorífica necesaria para cambiar la temperatura de 1 gramo de agua 1°C, la cual suele medirse de 14.5°C a 15.5°C.
Puesto que los joules y las calorías son unidades bastante pequeñas, se emplean kilojoules (k) y kilocalorías (Kcal.) para expresar la energía calorífica en muchos procesos químicos. La kilocaloría se conoce también como Caloría grande o caloría nutricional (Cal con C mayúscula).
Mediante el ejemplos siguiente podrás advertir la diferencia del significado de los términos calor y temperatura: imagina dos vasos de precipitados, A y B. el vaso A contiene 100g de agua a 20°C y el B 200g, también a 20°C. Ambos vasos se calientan hasta que la temperatura del agua de cada uno alcance 30°C. La temperatura del agua en los vasos se eleva exactamente la misma cantidad 10 C. pero se requirió el doble de calor (8368 J) para elevar la temperatura del agua del vaso B respecto del vaso A (4184 J).
A mediados del siglo XVIII, Joseph Black, químico escocés, experimento con el calentamiento de sustancias. Calentó y enfrío masas iguales de hierro y plomo dentro del mismo intervalo de temperatura. Black observo que se necesitaba mucho más calor para el hierro que para el plomo. Había descubierto una propiedad fundamental de la materia: que cada sustancia tiene una capacidad calorífica característica las capacidades caloríficas se pueden comparar en términos de los calores específicos. El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor (ganado o perdido) que se requiere para cambiar la temperatura de 1 g de esa sustancia 1°C. Se deduce entonces que el calor específico del agua es de 4.184 J/g°C (1.000 cal/g°C).
Comparado con el de casi todas las sustancias, el calor específico del agua es elevado. Por ejemplo el aluminio y el cobre tienen calores específicos de 0.900 J/g°C y 0.385 J/g °C, respectivamente. La relación de masa, calor especifico, cambio de temperatura (Δt) y cantidad de calor que gana o pierde un sistema se expresa mediante esta ecuación general:
(Mas de (calor especifico (Δt) = calor
Sustancia) de la sustancia)