El calor específico es en esencia una medida de qué tan
insensible térmicamente es una sustancia a la adición de
energía. Mientras mayor sea el calor específico de un
material, más energía se debe agregar a una masa
determinada del material para causar un cambio particular
de temperatura.
El calor específico varía con la
temperatura. Sin embargo, si los intervalos
de temperatura no son muy grandes, la
variación de temperatura se desprecia y c
se trata como una constante
Una técnica para medir calor específico involucra el
calentamiento de una muestra en alguna temperatura
conocida , al colocarla en un recipiente que contenga
agua de masa conocida y temperatura , y medir la
temperatura del agua después de que se logra el
equilibrio
Calor latente
El calor de cambio de estado es la energía requerida por
una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido
(calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de
vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de
líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía.
Los cambios de estado se
caracterizan por lo siguiente:
No cambian la naturaleza de la sustancia
Se producen a temperatura
constante para cada presión
La sustancia absorbe o cede calor. El calor
invertido en el proceso para la unidad de
masa recibe el nombre de calor latente de
cambio de estado
El valor de la temperatura a la que se
producen y el valor del calor latente
correspondiente son característicos de cada
cambio de estado y de la naturaleza de la
sustancia
Trabajo y calor en
procesos
termodinamicos
existe una cantidad conocida como energía interna cuyo valor
está determinado por el estado del sistema. Por lo tanto, la
energía interna es una variable de estado similar a la presión,
volumen y temperatura.
El trabajo invertido en un gas en un proceso cuasi estático que
lleva al gas de un estado inicial a un estado final, es el negativo
del área bajo la curva en un diagrama PV, evaluada entre los
estados inicial y final.
Primera ley de la
termodinamica
La primera ley de la
termodinámica relaciona el
trabajo y el calor transferido
intercambiado en un sistema
a través de una nueva
variable termodinámica, la
energía interna. Dicha
energía ni se crea ni se
destruye, sólo se transforma.
Un sistema termodinámico se somete a un proceso en el que su energía interna disminuye 500 J.
Durante el mismo intervalo de tiempo, 220 J de trabajo se consume en el sistema. Encuentre la
energía transferida hacia o desde él por calor.
Mecanismos de
tranferencia de
energia
conducción térmica. En este proceso, la
transferencia se representa a escala atómica
como un intercambio de energía cinética
entre partículas microscópicas (moléculas,
átomos y electrones libres) en el que las
partículas menos energéticas ganan energía
en colisiones con partículas más energéticas.
conveccion: Cuando el aire superior
se calienta y se expande transfiriendo
esa energia.
Radiacion: Todos los objetos emiten radiación
térmica en la forma de ondas electromagnéticas con
la relación
Algunas aplicaciones
de la primera ley de
la Termodinamica
proceso adiabático es aquel durante el cual no entra ni sale
energía del sistema por calor;
un proceso isobárico al permitir al pistón moverse
libremente de modo que siempre esté en equilibrio entre la
fuerza neta del gas que empuja hacia arriba y el peso del
pistón más la fuerza debida a la presión atmosférica que
empujan hacia abajo.
Isovulumetrico: si se agrega energía mediante calor a un sistema que se
mantiene a volumen constante, toda la energía transferida permanece
en el sistema como un aumento en su energía interna
proceso isotérmico. Este proceso se establece al sumergir el cilindro en un baño
de hielo–agua líquida o al poner el cilindro en contacto con algún otro depósito a
temperatura constante.
Calor y Energia interna
La energía interna es toda la energía de un sistema que se asocia con sus
componentes microscópicos, átomos y moléculas, cuando se ve desde un marco
de referencia en reposo respecto del centro de masa del sistema
Unidad de medida "Cal."
Experimento de Joule
para determinar el
equivalente mecánico del
calor. Los bloques que
caen hacen girar la rueda
de paletas, lo que a su vez
causa el aumento de
temperatura del agua.