El calor especifico de la sustancia se representa con la letra © y se puede definir como la cantidad de calor requerida por la unidad de masa de una sustancia para variar su temperatura en 1° C el calor especifico © se expresa en unidades de energía como: Joule (j), kilocaloría (Kcal), caloría (cal), entre otras.

 

 Como hemos visto el calor especifico también se puede expresar en unidades de masa como: Gramo (g),Kilogramo (kg),libra (lb) y en la Temperatura como : (° C).

La formula que nos permite determinar la cantidad de calor (Q) cedida o absorbida por un cuerpo de masa y calor especifico, cuando su temperatura inicial varia hasta la temperatura final se puede calcular mediante la formula:

 

Q= c m (TF- TI)

 

En donde:

C = calor especifico de una sustancia.

Q = calor.

M = masa de dicha sustancia.

Ti = temperatura inicial.

Tf = temperatura final.

 

Puesto que el calor es energía, es capaz de generar un trabajo mecánico. Para aclarar este fenómeno de ambos como funciona una maquina de vapor. El calor producido por el carbón encendido que se deposita en las toberas calienta el agua hasta hacerla hervir; el vapor producido provoca presión sobre los pistones que mueve el sistema de transmisión de la maquina y todo mecanismo.

La cantidad de calor aplicado se mide en unidades de energía: Joule Unidad de medida del sistema Internacional (SI) de energía, trabajo y calor.

Erg, Unidad de medida de energía trabajo y calor en el sistema CGS

 

Caloría (cal): cantidad de calor que aplica un gramo de agua eleva 1° su temperatura.

BTU, Unidad térmica británica , cantidad de calor que aplicada a una libra de agua (454g) eleva su temperatura 1°F.

Puesto que existen diversas unidades para medir el calor, se pueden establecer las siguientes equivalencias:

 

1 Btu = 252 cal = 0.252 kcal.

1 joule = 0.24 cal.

1 joule = 1 x 10 7 ergs.

1 caloría = 4.2 joules

1 Btu = 778 lb . pie

 

 

Ejercicios:

 

EJERCICIO 1

 

Una caldera de vapor es de acero, pesa 400Kg y contiene 200 Kg de agua , suponiendo que solo el 70% del calor comunicado se emplea en calentar la caldera y el agua; hallar el número de calorías necesarias para elevar la temperatura del conjunto desde 5ºC a 85ºC.

 El calor especifico del acero es de 0.11 Kcal / Kg ºC .

SOLUCIÓN

 

Calor Especifico Del Acero -> CeAcero = 0,11 Kcal / KgºC.

Masa Caldera -> m Acero = 400 Kg

Masa Agua -> m Agua = 200 Kg

Calor Especifico Del Agua -> CeAgua = 1 Kcal / KgºC.

** 70% Del Calor.

 

Variación  de temperatura

 ∆T = 85ºC – 5ºC

 ∆T = 80ºC

Cantidad de calor caldera

Qcal= mAcero• CeAcero •∆T

Qcal= 400 Kg• 0,11 Kcal / KgºC. •80ºC

Qcal= 3520 Kcal

Cantidad de calor de agua

Qcal= mAgua• CeAgua •∆T

Qcal= 200 Kg• 1 Kcal / KgºC. •80ºC

 Qcal= 16.000 Kcal

 

 QTOTAL = 3520 Kcal + 16.000 Kcal

QTOTAL = 19.520 Kcal

Q Suministrado = QTOTAL / 70% = 19.520 Kcal / 0.70

Q Suministrado = 27.885,71 Kcal

 

EJERCICIO 2

 

Hallar la temperatura resultado de la mezcla de 150 g de hielo a 0ºC y 300g de Agua a 50ºC.

DATOS:

mHielo = 150g

Ti Hielo = 0ºC

 mAgua = 300g

 Ti Agua = 50ºC

 

CALOR GANADO

Calor fusión = 80 cal / g

Calor para fundir el hielo = QF Hielo = mHielo • QFusión = 150g • 80 cal / g =12.000 cal 

 

CALOR GANADO

QAgua Hielo = mHielo • CeAgua • ∆T

QAgua Hielo = 150g • 1cal / g •c • (T-0ºC)

QAgua Hielo = 150 cal • T

Calor de agua

Calor cedido de agua

mAgua • CeAgua • ∆T

300g • 1cal / g•c • (50-T)

300g cal / ºC • (50-T)

 

CALOR CEDIDO

Calor Ganado = Calor Cedido

12.000 cal + 150 calT = 300 cal / ºC (50-T)

12.000 cal + 150 calT = 15.000 cal – 300T

300T + 150T =15.000 -12.000

450T = 3.000cal

T = 3.000 cal / 450 cal

T = 6,67ºC