Calor:Es la energía que se transmite de unos cuerpos a otros, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor se transfiere del cuerpo con mayor temperatura al cuerpo de con menor temperatura.
Temperatura:Es una medida de la energía cinética media de las moléculas que constituyen un cuerpo. Cuando la temperatura de un cuerpo aumenta, se produce un aumento en la velocidad con la que se mueven sus moléculas (energía interna).
La medida de la temperatura:Se han diseñado diversas escalas para medir la temperatura a través de la asignación arbitraria de un punto inicial, uno final y una serie de divisiones o grados entre estos punto limites
a.Escala centígrada o Celsius: Toma como punto inicial 0, correspondiente a la temperatura de solidificación del agua y como punto final a 100, para la temperatura de ebullición del agua, a 1 atmosfera de presión. El intervalo entre ambos puntos se divide en cien partes iguales, cada una de las cuales se denomina grado centígrado o grado Celsius, ºC
b.Escala absoluta o Kelvin: Los estudios realizados ponen de manifiesto que es imposible obtener una temperatura inferior a -273 ºC.Esta temperatura se denomina cero absoluto. Kelvin propuso como origen de su escala la temperatura del cero absoluto 0 ºK ycada unidad o grado en esta escala tiene la misma magnitud que la unidad en la escala centígrada. Por lo tanto:
c.Escala Fahrenheit:Toma como punto inicial 32 ºF, correspondiente a la temperatura de solidificación del agua y como punto final a 212 ºF, para la temperatura de ebullición del agua, a 1 atmosfera de presión. El intervalo entre ambos puntos se divide en 180 partes iguales, cada una de las cuales se denomina grado un Fahrenheit. La equivalencia entre las dos escalas es :
Ejemplo: De las siguientes temperaturas de 1 litro de agua a presión de 1 bar, la menor es:
a.273 ºKb. 32 ºFc. -5 ºCd. 250 ºK
Medida del calor
Una vez establecido que el calor es una forma de energía, la cantidad de calor debe medirse en unidades energéticas. Entonces, en el SI, el calor se mide en Joule. En la práctica se emplea otra unidad de calor,llamada la caloría ( cal ). Por definición, 1 cal es la cantidad de calor que debe transferirse a un 1 gramo de agua para que su temperatura aumente en 1 ºC, concretamente de 14.5 ºC a 15.5 ºC
La relación entre Joule y caloríases 1 cal=4,186 J
Otras unidades de calor:
1 Kilocaloría = 1000 cal
1 B.T.U= 252 cal(Unidad Térmica Británica)
Calor especifico
El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que se debe suministrar a 1 gramo de sustancia para que su temperatura aumente en 1 ºC. Cuanto mayor sea el calor especifico de una sustancia, mayor será la cantidad de calor que deberá absorber para aumentar su temperatura y de la misma forma, mayor será también la cantidad de calor que desprenda al disminuir su temperatura.
El calor, Q, absorbido o desprendido por un cuerpo para que se produzca en él un aumento o disminución de temperatura depende de tres factores: de su masa, del calor específico y del cambio entre la temperatura inicial y la temperatura final. Estos factores se relacionan mediante:
donde:
Cuando una sustancia absorbe calor, se produce un aumento en su temperatura, por lo tanto la diferencia de temperaturas es mayor que cero (positivo). Si la sustancia desprende calor, se produce una disminución en su temperatura, donde la diferencia de temperaturas es menor que cero (negativo)
EQUILIBRIO TÉRMICO
Cuando dos cuerpos que se encuentran a temperaturas diferentes, se ponen en contacto, el calor fluye desde el cuerpo con mayor tempertura hacia aquel que se encuentra a menor temperatura y este flujo de calor se mantiene hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. Cuando se produce esta igualdad en las temperaturas, se dice que se produjo el equilibrio térmico.
Suponiendo que el sistema esta aislado, cuando se produce el equilibrio térmico,se cumple:
