CALOR Y CANTIDAD DEL MISMO

CALOR

Se denomina a la energía en tránsito que se reconoce solo cuando se cruza la frontera de un sistema termodinámico. Una vez dentro del sistema, o en los alrededores, si la transferencia es de dentro hacia afuera, el calor transferido se vuelve parte de la energía interna del sistema o de los alrededores, según su caso. El término calor, por tanto, se debe de entender como transferencia de calor y solo ocurre cuando hay diferencia de temperatura y en dirección de mayor a menor. De ello se deduce que no hay transferencia de calor entre dos sistemas que se encuentran a la misma temperatura (están en equilibrio térmico)

El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el calor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:

${\displaystyle Q=m\int _{T_{\mathrm {i} }}^{T_{\mathrm {f} }}c\,\mathrm {d} T}$

donde:

${\displaystyle Q}$ es el calor aportado al sistema.

${\displaystyle m}$ es la masa del sistema.

${\displaystyle c}$ es el calor específico del sistema.

${\displaystyle T_{\mathrm {i} }}$ y ${\displaystyle T_{\mathrm {f} }}$ son las temperaturas inicial y final del sistema respectivamente.

${\displaystyle \mathrm {d} T}$ es el diferencial de temperatura.

Las unidades de calor específico son ${\displaystyle J/(kg.K)}$ El calor específico de un material depende de su temperatura; no obstante, en muchos procesos termodinámicos su variación es tan pequeña que puede considerarse que el calor específico es constante.

Si se representa en un gráfico el calentamiento de un líquido llevando las cantidades de calor por unidad de masa ${\displaystyle q}$como ordenadas y las temperaturas ${\displaystyle t}$ como abscisas. Entre dos temperaturas cualesquiera, el calor específico medio se expresa:⁵​

En la que ${\displaystyle q_{2}-q_{1}}$ es la cantidad de calor que la sustancia recibe o cede entre las temperaturas ${\displaystyle t_{1}}$ y ${\displaystyle t_{2}}$. Sin embargo, el calor específico verdadero para ${\displaystyle t_{1}}$ será:

${\displaystyle c=\lim _{t_{2}-t_{1}\to 0}{\frac {q_{2}-q_{1}}{t_{2}-t_{1}}}={\frac {dq}{dt}}=\tan \alpha }$

El calor específico verdadero está dado por la variación de la cantidad de calor intercambiado por unidad de masa con respecto a la temperatura, o gráficamente, por la pendiente de la tangente geométrica en el punto de la curva de estado. Se puede ver en la figura, la diferencia entre los calores específicos verdaderos, representados por las pendientes de las tangentes a la curva y los calores específicos medios entre dos temperaturas, representados por la pendiente de la cuerda que une ambos puntos.

Para la mayoría de los cuerpos, el calor específico aumenta con la temperatura y la diferencia entre valores medios y verdaderos es pequeña, siempre que la variación de temperatura sea también pequeña. Para el agua, la curva q-t es prácticamente una recta, lo cual indica que su calor específico se mantiene, dentro de ciertos límites, prácticamente constante, normalmente se toma como 4186 kJ/kg.