Page 277 - Quimica - Undécima Edición

6.5 Calorimetría 247

Calor específi co y capacidad calorífi ca
Tabla 6.2
El calor específi co (s) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para
Calor específi co de
elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. Sus unidades son algunas sustancias
J/g ? 8C. La capacidad calorífi ca (C) de una sustancia es la cantidad de calor que se comunes
requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de la
Calor
sustancia. Sus unidades son J/8C. El calor específi co es una propiedad intensiva , en tanto
específi co
que la capacidad calorífi ca es una propiedad extensiva . La relación entre capacidad calo- Sustancia (J/g ? 8C)
rífi ca y calor específi co de una sustancia es
Al 0.900
C 5 ms (6.11) Au 0.129
C (grafi to) 0.720
donde m es la masa de la sustancia en gramos. Por ejemplo, el calor específi co del agua C (diamante) 0.502
es 4.184 J/g ? 8C, y la capacidad calorífi ca de 60.0 g de agua es Cu 0.385
Fe 0.444
(60.0 g)(4.184 J/g ? °C) 5 251 J/°C Hg 0.139
Pb 0.158
En la tabla 6.2 se muestra el calor específi co de algunas sustancias comunes.
H 2 O 4.184
Si conocemos el calor específi co y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio
C 2 H 5 OH (etanol) 2.46
en la temperatura de la muestra (Dt) indicará la cantidad de calor (q) que se ha absorbido
o liberado en un proceso en particular. Las ecuaciones para calcular el cambio de calor
están dadas por

q 5 msDt (6.12)

q 5 CDt (6.13)

donde Dt es el cambio de la temperatura:

Dt 5 t fi nal 2 t inicial

La convención para el signo de q es igual que para el cambio de entalpía; q es positivo
para procesos endotérmicos, y negativo para procesos exotérmicos.

Ejemplo 6.5
Una muestra de 466 g de agua se calienta desde 8.508C hasta 74.608C. Calcule la cantidad
de calor (en kilojoules) absorbido por el agua.
Estrategia Conocemos la cantidad de agua y su calor específi co. Con esta información y la
elevación de la temperatura, podemos calcular la cantidad de calor absorbido (q).
Solución Con la ecuación (6.12) escribimos

q 5 ms¢t
5 (466 g)(4.184 J/g ? °C)(74.60°C 2 8.50°C)
1 kJ
5
5 1.29 3 10 J 3
1 000 J
5 129 kJ
Verifi cación Las unidades g y 8C se cancelan, y queda la unidad kJ deseada. Debido a que
el agua absorbe calor de los alrededores, el signo es positivo. Problema similar: 6.33.
Ejercicio de práctica Una barra de hierro cuya masa es de 869 g se enfría a partir de
94°C a 5°C. Calcule la cantidad de calor liberada (en kilojoules) por el metal.