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Como Calcular La Cantidad De Calor De Una Sustancia


Si se conoce el calor especifico (s) y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de la muestra (t) indicara la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado en un proceso en particular. La ecuación se describe como:

q= mst
Donde

m: Es la masa de la muestra
t: Es el cambio en la temperatura, el cual se calcula entre la diferencia de la temperatura final y la temperatura inicial (t= tfinal – tinicial)
s: Es el calor específico, el cual se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia participe en el proceso.

Debes tener presente que cuando la cantidad de calor (q) es positiva, este es un proceso endotérmico, es decir absorbe calor, mientras que cuándo la cantidad de calor (q) es negativa, se da un proceso exotérmico, es decir liberación de calor.

En el vídeo podemos apreciar el desarrollo de un ejemplo aplicando la ecuación y de esta forma encontrando la cantidad de calor liberada por una barra de hierro al momento de iniciar un proceso de enfriamiento.  

Conoce más del tema de Calor 


Calor

CALOR energía que se intercambia entre un sistema
 y sus alrededores como resultado de una diferencia de temperaturas
Calor es la energía que se intercambia entre un sistema y sus alrededores como resultado de una diferencia de temperaturas. La energía, en forma de calor, pasa desde el cuerpo más caliente (con una temperatura más alta) hasta el cuerpo más frío (con una temperatura más baja). A nivel molecular, las moléculas del cuerpo más caliente ceden energía cinética a través de colisiones a las moléculas del cuerpo más frío. La energía térmica se transfiere, es decir, el calor «fluye» hasta que se igualan los valores medios de las energías cinéticas moleculares de los dos cuerpos; hasta que las temperaturas se igualan. El calor, como el trabajo, describe la energía en tránsito entre un sistema y sus alrededores.

Históricamente, la cantidad de calor necesaria para modificar un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua fue llamada caloría (cal). La caloría es una unidad de energía pequeña y la unidad kilocaloría (kcal) ha sido también ampliamente utilizada. La unidad SI para el calor es simplemente la unidad SI de energía básica, el julio (J).

1 cal = 4,184 J

La cantidad de calor necesaria para modificar un grado la temperatura de un sistema se llama capacidad calorífica del sistema. Si el sistema es un mol de sustancia, se puede utilizar el término capacidad calorífica molar. Si el sistema es un gramo de sustancia, se utiliza el término de capacidad calorífica específica o más frecuentemente calor específico. El calor específico de las sustancias depende de la temperatura. A 25 °C, el calor específico del agua es:

Miremos el siguiente ejemplo, como calcular una cantidad de calor, basada en la masa que tenemos de una sustancia, el calor especifico de esa sustancia y su variación de temperatura.

Ejemplo

¿Cuánto calor hace falta para elevar la temperatura de 7,35 g de agua de 21,0 a 98,0 °C? (Suponga que el calor específico del agua en este intervalo de temperatura es 4,18 J g-1 °C-1).

Solución

Para contestar esta pregunta, comenzaremos multiplicando el calor específico por la masa de agua para obtener la capacidad calorífica del sistema. Para obtener la cantidad de calor que produce el cambio de temperatura deseada, multiplicaremos la capacidad calorífica por la diferencia de temperaturas.
El calor específico es la capacidad calorífica de 1,00 g de agua:


La capacidad calorífica del sistema (7,35 g de agua) es:


El cambio de temperatura del sistema necesario es:

(98,0 – 21,0) ºC = 77,0 ºC

El calor necesario para conseguir este cambio de temperatura es:


Recuerde la capacidad calorífica es una magnitud que depende de la cantidad de sustancia. Observe también que la variación de temperatura se determina restando la temperatura final menos la inicial.

[Referencia: Ralph H. Petrucci; William S. Harwood; F. Geoffrey Herring. Quimica General. Octava edición]