Page 384 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

En este capítulo hemos estudiado la cantidad de calor como e Para la conservación de la energía térmica es necesario
una cantidad medible que se basa en un cambio patrón. La que, en cualquier intercambio de energía térmica, el calor
unidad térmica británica y la caloría son medidas del calor perdido sea igual al calor ganado.
requerido para elevar la temperatura de una unidad de masa
Calor perdido = calor ganado
de agua en un grado. Al aplicar esas unidades comunes a ex­
perimentos con gran variedad de materiales, hemos aprendido
a predecir las pérdidas o las ganancias de calor en forma cons­
tructiva. Los conceptos esenciales presentados en este capítu­
lo son los siguientes: Por ejemplo, suponga que el cuerpo 1 transfiere calor a
los cuerpos 2 y 3 mientras el sistema alcanza una tempe­
9 La unidad térmica británica (Btu) es el calor necesario
ratura de equilibrio te:
para cambiar la temperatura de una libra-masa de agua en
un grado Fahrenheit. nitC^t, - te) = m2c2(te - t2) + mic3(te - t3)
• La caloría es el calor necesario para elevar la temperatura
de un gramo de agua en un grado Celsius. • El calor latente de fusión L y el calor latente de vapori­
0 Varios factores de conversión pueden ser útiles para re­ zación L_ son las pérdidas o ganancias de calor por unidad
solver problemas relacionados con la energía térmica: de masa m durante un cambio de fase. No hay cambio
alguno de temperatura.
1 Btu = 252 cal = 0.252 kcal 1 cal = 4.186 J
Q _ r Calor latente
, M
■'
1 Btu = 778 ft • Ib 1 kcal = 4186 J Lf = — m Q = mLf de fusión
• La capacidad calorífica específica c se usa para determi­
Q _ Calor latente
nar la cantidad de calor Q absorbida o liberada por unidad — Q = mLv .
m de vaporización
de masa m cuando la temperatura cambia en un intervalo
At.
Si se presenta un cambio de fase, las relaciones anteriores de­
ben sumarse a la ecuación calorimétrica apropiada.
Q . Calor
c = — — Q = mc A t ,~
m At especifico

Conceptos clave

calor 351 calorímetro 356 kilocaloría 351
calor de combustión 364 capacidad calorífica 354 punto de ebullición 359
calor de sublimación 362 condensación 361 punto de fusión 359
calor específico 354 congelación 361 solidificación 361
calor latente de fusión 359 equivalente de agua 358 sublimación 361
calor latente de vaporización 359 equivalente mecánico del calor 352 unidad térmica británica 351
caloría 351 fusión 359 vaporización 359

Preguntas de repaso

17.1. Comente la teoría del calor basada en el calórico. hielo. ¿Cuál de ellos derretirá el hielo a la mayor
¿En qué formas permite esa idea explicar con éxito profundidad? Haga una lista de los cuatro metales
los fenómenos térmicos? ¿En qué aspectos falla? restantes en orden descendente, según su profundi­
17.2. Tenemos bloques de cinco metales diferentes dad de penetración.
—aluminio, cobre, cinc, hierro y plomo— construi­ 17.3. En un día de invierno se ha observado que la nieve
dos con la misma masa y la misma área en corte acumulada sobre la acera de concreto se funde antes
transversal. Cada bloque se calienta hasta una tem­ que la de la carretera. ¿Cuál de esas áreas tiene ca­
peratura de 100°C y se coloca sobre un bloque de pacidad calorífica más alta?

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