CALORIMETRIA

3. PRINCIPIOS TEÓRICOS

3.1. Capacidad calorífica

Como regla general, y salvo algunas excepciones puntuales, la temperatura de un cuerpo aumenta cuando se le aporta energía en forma de calor. El cociente entre la energía calorífica Q de un cuerpo y el incremento de temperatura T obtenido recibe el nombre de capacidad calorífica del cuerpo, que se expresa como:

La capacidad calorífica es un valor característico de los cuerpos, y está relacionado con otra magnitud fundamental de la calorimetría, el calor específico.

3.2. Calor específico

El valor de la capacidad calorífica por unidad de masa se conoce como calor específico. En términos matemáticos, esta relación se expresa como:

Donde:

• “c” es el calor específico del cuerpo

• “m” su masa

• “C” la capacidad calorífica

• “Q” el calor aportado

• “∆T” el incremento de temperatura

El calor específico es característico para cada sustancia y, en el Sistema Internacional, se mide en julios por kilogramo y kelvin (J/(kg•K)).

El valor del equivalente del calor:

3.3. Calorimetría

La determinación del calor específico de los cuerpos constituye uno de los fines primordiales de la calorimetría.

El procedimiento más habitual para medir calores específicos consiste en sumergir una cantidad del cuerpo sometido a medición en un baño de agua de temperatura conocida. Suponiendo que el sistema está aislado, cuando se alcance el equilibrio térmico se cumplirá que el calor cedido por el cuerpo será igual al absorbido por el agua, o a la inversa.

Método de medida de calores específicos. Al sumergir un cuerpo en agua de temperatura conocida, cuando se alcanza el equilibrio térmico, el calor cedido por el cuerpo es igual al absorbido por el agua.

Como la energía calorífica cedida ha de ser igual a la absorbida, se cumple que:

Siendo:

• “m” la masa del cuerpo sumergido

• “c” su calor específico

• “T” la temperatura inicial del cuerpo

• “ma“ la masa de agua

• “ca“ el calor específico del agua

• “Ta“ la temperatura inicial del agua

• “Tf“ la temperatura final de equilibrio.

Todos los valores de la anterior expresión son conocidos, excepto el calor específico del cuerpo, que puede por tanto deducirse y calcularse de la misma.

3.4. Calor sensible

Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo

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