Calor

Acaloré unha transmisión deenerxíadun sistema a outro como consecuencia dunha diferenza detemperaturaentre ambos sistemas. Este fluxo sempre ocorre desde o corpo de maior temperatura cara ao corpo de menor temperatura, existindo transferencia de calor até que ambos corpos se encontren enequilibrio térmico.

A enerxía pode ser transferida por diferentes mecanismos, entre os que cabe destacar aradiación,aconducióne aconvección,aínda que na maioría dos procesos reais, todos se encontran presentes en maior ou menor grao.

A enerxía que pode intercambiar un corpo coa súa contorna depende do tipo de transformación que se efectúe sobre ese corpo e polo tanto depende do camiño. Nótese que os corpos non teñen calor, senónenerxía interna.A calor é parte de dita enerxía interna (enerxía calorífica) transferida dun sistema a outro, o que sucede coa condición de que haxa diferenza de temperatura.

Tradicionalmente a cantidade de enerxía transmitida por este medio mídese encalorías.Para a súa conversión óSistema Internacional,unhacaloríaequivale a 4,186J.

Unidades de medida

A unidade de medida da calor noSistema Internacional de Unidadesé a mesma que a daenerxíae otraballo:ojoule.

Outra unidade amplamente utilizada para medir a cantidade de enerxía térmica intercambiada é acaloría(cal), que é a cantidade de enerxía que lle hai que dar a ungramodeaugapara elevar a súatemperatura1 °C. Diferentes condicións iniciais provocan diferentes valores para a caloría. A caloría tamén é coñecida por comparala coaquilocaloría(kcal), que se coñece como caloría grande, e é utilizada en nutrición.

1 kcal = 1000 cal

Joule,tras múltiples experimentos nos que o movemento dunhas pas, impulsadas por un xogo de pesos, se movían no interior dun recipiente conauga,estableceu oequivalente mecánico da calor,determinando o incremento de temperatura que se producía no fluído como consecuencia dos rozamentos producidos pola axitación das pas:

1 cal = 4,184 J

OBTU,(ouunidade térmica británica) é unha medida para a calor moi usada nos Estados Unidos como noutros países da súa influencia. Defínese comoa cantidade de calor que se debe agregar a unha libra de auga para aumentar a súa temperatura ungrao Fahrenheit,e equivale a 252 calorías.

Calor específica

Acalor específicaé a enerxía precisa para elevar 1°Catemperaturadun gramo de materia. O concepto decapacidade caloríficaé análogo a este, pero para unhamasadunmolde substancia (neste caso é necesario coñecer aestrutura químicada mesma).

A calor específica é un parámetro que depende do material e relaciona a calor que se proporciona a unha masa determinada dunha substancia co incremento de temperatura:

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

onde:

• $Q$é a calor achegada ao sistema.
• $m$é a masa do sistema.
• $c$é a calor específica do sistema.
• $\Delta T$é o incremento de temperatura que experimenta o sistema.

As unidades máis habituais de calor específica son J · kg⁻¹· K⁻¹e cal · g⁻¹· °C⁻¹.

A calor específico dun material depende da temperatura; non obstante, en moitos procesos termodinámicos, a súa variación é tan pequena que pode considerarse que a calor específica é constante. Tamén se diferencia do proceso que se leva a cabo, distinguíndose a "calor específica a presión constante" (nunproceso isobárico) e "calor específica a volume constante (nunproceso isocórico).

$Q=m\cdot c\cdot \Delta T$

Desta forma, e recordando a definición de caloría, tense que a calor específica da auga é aproximadamente:

$c_{H_{2}O}=1\,\mathrm {\frac {cal}{g\cdot {}^{\circ }C}}$

Calor específica molar

A calor específica dunha substancia é un índice importante da súa constitución molecular interna, e dá información dos detalles da súa ordenación molecular e forzas intermoleculares. Neste sentido, con frecuencia é moi útil falar de calor específica molar denotado porc_m,e definido como a cantidade de enerxía necesaria para elevar a temperatura dunmoldunha substancia un grao, é dicir:

$c_{m}={Q \over {n\Delta T}}$

onde n indica a cantidade de moles.

Capacidade calorífica

Acapacidade caloríficadunha substancia é unha magnitude que indica a maior ou menor dificultade que presenta dita substancia para experimentar cambios de temperatura baixo a subministración de calor. Denótase por$C$,acostúmase medir enJ/K,e defínese como:

$C={\frac {Q}{\Delta T}}$