10. CALOR ESPECIFICO Y CALOR LATENTE

Calor específico y calor latente
Tema disponible en pdf para descargar. Sumario: Definición de calor específico. Fórmula de calor específico. Tablas de conversiones. Calor específico del agua. Capacidad calorífica. Calor latente. Calor latente de fusión del agua. Calor latente de vaporización del agua.

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CALOR ESPECÍFICO Y CALOR LATENTE

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CALOR ESPECÍFICO

El calor específico de una sustancia indica la cantidad de calor que absorbe al aumentar su temperatura.

La fórmula de calor específico es:

Q =mcΔT

Q = calor añadido (julios)
m = masa (gramos)
c= calor específico (J/gº C)
ΔT = cambio de temperatura (Tfinal – Tinicial)

De forma más precisa:

  • Es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar un grado de temperatura la unidad de masa de una sustancia.

Se expresa en J/gº C o cal/gºC o Btu/lbº F


Tablas de conversiones:
1 BTU = 0,252 kcal
1 BTU = 10,41 lt.atm
1 BTU = 1,055 ×10³ J
1 BTU = 1,0758 ×10² (kg.m)

Calor específico:
1 kcal/kgº C = 1 BTU/lbº F
1 kcal/kmolº C = 1 BTU/lbmolº F
1 BTU/lb K = 2,326 kJ/kg K
1 kcal/kg K = 1 BTU/lb R
1 kcal/kgº C = 4,187 kJ/kg K

El agua tiene un calor específico de4,186 J/gº C– 1 Btu/lbº F

(normalmente redondeamos a: 4,2 J/gº C)

Los calores específicos de las distintas sustancias varían ampliamente; las más comunes, excepto el agua, tienen calores específicos inferiores a 4,2 J/gº C.

Las cifras de calor específico tienen importancia para la protección contra incendios, pues indican la cantidad relativa de calor necesaria para elevar las temperaturas de ciertas materias a un punto peligroso, o la cantidad de calor que debe suprimirse para enfriar una sustancia caliente y ponerla a una temperatura de seguridad.

Una de las razones de la eficacia del agua como agente extintor es que su calor específico es más alto que el de la mayoría de las otras sustancias.

• La capacidad calorífica es la cantidad de energía interna que la sustancia puede almacenar. Una gran capacitancia de calor significa que la sustancia puede almacenar mucha energía interna y, por lo tanto, la temperatura cambia lentamente.

Ejemplos de capacidades de calor específico:
(Las unidades son julios por gramo por grado Celsius)

Agua = 4,186 J/gº C (o 1 caloría)
Aire seco = 1,01 J/gº C
Hielo = 2,05 J/gº C
Aluminio = 0,900 J/gº C
Alcohol = 0,508 J/gº C
Cobre = 0,385 J/g ºC
Plomo = 0,128 J/gº C


CALOR LATENTE

Las materias absorben calor cuando pasan del estado sólido al liquido y del estado liquido al gaseoso.

Inversamente, pierden calor en el proceso de conversión de gas a líquido o de líquido a sólido.

  • Se llama calor latente a la cantidad de calor absorbida por un sustancia al pasar entre las fases líquida y gaseosa (calor latente de vaporización) o entre las fases sólida y líquida (calor latente de fusión).

Se expresa en julios por unidad de masa.

El calor latente de fusión del agua (a presión atmosférica normal) en el punto de congelación o fusión del hielo a OºC (32ºF) es 333,4 J/g.

El calor latente de vaporización del agua en el punto de ebullición de 100ºC (212ºF) es 2257 J/g (970,3 Btu/lb o 539,5 cal/g).

El agua es el agente extintor que mayor calor latente de cambio de estado posee, por lo cual deberemos transmitirle mucho calor para cambiarla de estado (progresivo).

El calor latente varía de una sustancia a otra y varía dentro de cada sustancia, dependiendo de cuál sea el cambio de estado.

• Calor latente de fusión: 80 cal/gr.

• Calor latente de vaporización: 537 cal/gr.