Capacidad calorífca y calor específco Los objetos pueden emitir o absorber calor: carbón al rojo vivo emite calor en forma de energía r
El calor especí!co indica la cantidad de calor que se debe agregar a " g de una sustancia para elevar su temperatura " # $o " %&'. Los calores
En el caso de sustancias puras) la capacidad calorí!ca suele darse para cierta cantidad de la sustancia. La capacidad calorí!ca de " mol de una sustancia se denomina denomina capac capaciidad caloríf caloríf ica mola molarr. La capa capaci cida dad d calo calorí rí!c !ca a de " g de una una sustancia es su capacidad capacidad calorí!ca especí!ca) o simplemente simplemente su calor específ ico . El calor calor especí!c especí!co o de una sustanci sustancia a se puede puede determi determinar nar experim experimenta entalmen lmente te midiendo el cambio de temperatura) Δ 5) que experimenta experimenta una masa conocida) conocida) m) de la sustancia cuando gana o pierde una cantidad especí!ca de calor) q:
Ec. "
*or ejemplo) se requiere ,67 1 para aumentar la temperatura de /6.6 g de agua en ".66 #. *or tanto) el calor especí!co del agua es
8n cambio de temperatura en 9elvin es igual en magnitud a un cambio de temperatura en grado
-bserve que el calor especí!co del agua líquida es ms alto que el de las dems sustancias de la lista. *or ejemplo) es unas cinco veces ms grande que el del aluminio metlico. El elevado calor especí!co del agua afecta el clima de la 5ierra porque mantiene la temperatura de los ocanos relativamente constante. *odemos calcular la cantidad de calor que una sustancia ganó o perdió usando su calor especí!co junto con mediciones de su masa ( del cambio de temperatura. i reacomodamos la ecuación) obtenemos
Ec. , Ejemplo a' <&unto calor se necesita para calentar ,/6 g de agua $ms o menos un vaso' de ,,%& $temperatura ambiente' a cerca de su punto de ebullición) 70%&= El calor especí!co del agua es de ."0 12g>#. $b'&alcule la capacidad calorí!ca molar del agua. olución ?nlisis: En $a' debemos hallar la cantidad total de calor necesaria para calentar la muestra de agua. En $b' deberemos calcular la capacidad calorí!ca molar. Estrategia: &onocemos la cantidad total de agua ( el calor especí!co $es decir) la capacidad calorí!ca por gramo' del agua. &on esto ( el cambio total de temperatura) podemos calcular la cantidad de calor.
@esolución: $a' El agua sufre un cambio de temperatura de A5 4 70%& 3 ,,%& 4 BC%& 4 BC #. 8sando la ecuación ,) tenemos $b' La capacidad calorí!ca molar es la capacidad calorí!ca de " mol d
La capacidad calorí!ca molar es la capacidad calorí!ca de " mol de sustancia. E atómicos del hidrógeno ( el oxígeno) tenemos " mol +,- ="0.6 g +,-. ? partir &apacidad calorí!ca molar 4 $."0 1 /g>#' ("0.6 g2"mol'4 B/., 1/mol>#
Calorimetría Las tcnicas ( equipos empleados en calorimetría dependen de la naturaleDa del proceso que se estudia. eneralmente se utiliDan calorímetros) los cuales son empleados en trabajos mu( exactos con buenas precisiones) tambin es comFn usar un calorímetro de Gvasos para cafH mu( sencillo) como el que se muestra en la !gura) para no permitir el intercambio de calor desde el interior del calorímetro al exterior $paredes adiabaticas'. Iado que los calorímetros no estn sellados ni con altas presiones ni al vacío) una reacción o cualquier proceso se efectFa bajo presión atmosfrica $presión constante'. En un calorímetro pueden ocurrir reacciones que liberan o absorben calor o procesos de transferencia de calor entre un cuerpo solido ( un uido. &uando se ponen en contacto dos sistemas $G"H ( G,H' a diferente temperatura $por ejemplo) T , J T "' se produce) de acuerdo con el segundo principio de la termodinmica) un ujo de calor desde el cuerpo de mas alta temperatura al de menor temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan es decir que llegan al equilibrio trmico.
Esto signi!ca que el calor perdido por el cuerpo de mas alta temperatura lo gana el cuerpo de menor temperatura para llegar al equilibrio trmico.
Ec. K
*or lo tanto la ecuación K) podría reescribirse como: m"> &p"> A54 m, >&p, >A5 m"> &p"> $5,35"'M
para el cuerpo " 4
m, >&p, >$5,35"'M
para el cuepo ,
?ctividad Nngrese al siguiente enlace http:22OOO.educaplus.org2game2calorimetria. ?lli encontrara una simulación de un calorímetro) donde ha( cinco sustancias diferentes que han de ser sumergidas en agua) para calcular su capacidad calorí!ca. ". ?rme "0 con!guraciones diferentes donde puede variar la masa ( la temperatura de solido ( la masa ( la temperatura del liquido $tres por cada solido ?) P) &) I E) Q'. aque la gra!ca de cada con!guración ( haga manualmente los clculos de calor especi!co apo(ndose en la lectura anterior. Recesitar los datos de temperatura inicial ( !nal) la masa ( el &p del agua. 5ambin los datos de temperatura inicial ( !nal ( la masa del solido.
,.
Llene la siguiente tabla
&on!guraci olido ón " ,
Sasa solid o
5 solido
Sasa a ua
5 agua
&p solido
?
K /
P
C B 0
&
7 "6 ""
I
", "K "
E
"/ "C "B
Q
"0
K. &ompare los resultados entre las con!guraciones de un mismo solido. on iguales=) varían= Ie que depende=
. Tue solido tiene el &p mas alto= Tue signi!ca que un material tenga una capacidad calorí!ca mas alta en trminos de transferencia de calor.
/. ?hora piense en el siguiente ejemplo: i un sartn caliente cae al piso) seguro lo tomaremos del mango de madera) no querríamos quemarnos si lo tomramos del lado del metal. Entonces) quien tiene ma(or capacidad calorí!ca= El metal o la madera= 1usti!que. C. El calor especí!co del cobre es de aproximadamente 6. 12gU&. <&unto calor se necesita para cambiar la temperatura de una muestra de K6 gramos de cobre de ,6 U& a C6 U&= B. 8n vaso contiene ,66 g de + ,- a ,6 &) si el agua gana "".B #1 ( alcanDa una temperatura constante. &ual ser esa nueva temperatura= El calor especi!co del agua es " cal2g &. °
°
CRITERIOS DE EVA!ACIO" a califcaci#$ m%&ima es de '(( p)$tos* A co$ti$)aci#$ se prese$ta$ los criterios de califcaci#$ y los p)$tos +)e se dejaría$ de ,a$ar si $o se tie$e$ e$ c)e$ta los si,)ie$tes par%metros*
&laridad en la elaboracion de los calculos calorimetricos.
3"/ puntos
&omunicación escrita clara ( concisa. &ongruencia en la información ( la evidencia $imgenes de la simulación'.
3"/ puntos
Legibilidad ( organiDación. *resentación completa de la información) tablas) gr!cos.
3"/ puntos
Pibliografía t:cnico cientí!ca. Ro paginas de internet divul ativas.
3"/ puntos
