Conceptos Básicos

Conceptos Básicos
En un día caluroso de verano, cuando practicamos algún deporte a una

temperatura cercana a los 32°C, muchos podemos expresar la frase: “Se me
acabo la energía. Denme una bebida energética”. Obviamente, estamos
familiarizado con el concepto de Energía, que se define como la capacidad de
realizar un trabajo o producir calor. La energía nos permite vivir, movernos de
un lugar a otro, tener pensamientos o simplemente mantenernos cálidos en
nuestro lugar favorito. Casi toda la energía que utilizamos proviene de
reacciones químicas, incluyendo las que ocurren dentro de tu propio cuerpo.
La energía puede clasificarse en dos formas básicas:
 Energía Cinética que es la energía de movimiento. La cual podemos

observar cuando las personas y objetos se mueven a nuestro alrededor.
 Energía Potencial que está determinada por la posición de un objeto o
por la composición química de una sustancia. Por ejemplo: Cuando la
energía química potencial de la madera se convierte en calor.
En el caso, de la madera que se quema en una fogata, podemos ver que la

energía potencial se libera en forma de calor. Así, la energía potencial de la
madera cambia de una forma a otra. Sin embargo, la cantidad de energía
permanece constante, se conserva. Tal como lo establece la ley de la
conservación de la energía, la cual plantea: “que en toda reacción química la
energía no se crea ni se destruye solo se transforma”.
¿Qué es el calor?
Es la cantidad total de Energía cinética de los átomos
Qué es el 0(cero) absoluto?

Es el límite inferior de temperatura
Donde las partículas no se les puede extraer más calor
Es la frontera física inalcanzable

Energía Química Potencial
Energía química potencial.
Es la energía almacenada en los enlaces químicos de una sustancia en virtud de

la organización de átomos y moléculas. Es decir, depende del tipo de átomos
de la sustancia, del número y tipo de enlaces químicos y de la forma particular
en que están ordenados los átomos. Además, representa un rol esencial en la
reacciones químicas. Por ejemplo: El propano C 3H8 que utilizamos en los
cilindros de gas para cocinar, cambia su energía química potencial al entrar en
combustión en la estufa y así, calienta los alimentos. Pero parte de esta
energía, se pierde en forma de calor en el entorno de la cocina.
El calor es la transferencia de energía entre dos sistemas a diferentes

temperaturas (es decir, el paso de la Energía de un objeto caliente a otro
objeto más frío), se representa por la letra Q. Así, cuando el objeto caliente
pierde calor, su temperatura disminuye y cuando el objeto frio recibe calor, su
temperatura aumenta. También es conocido como energía térmica, ya que se
asocia al movimiento de las partículas.
Por ejemplo: Una comida congelada se siente fría porque el calor fluye de su
mano a la comida. Cuanto más rápido se muevan las partículas, mayor será el
calor o la energía térmica de la sustancia. En la comida congelada, las
partículas se mueven con mucha lentitud. A medida que se agrega calor y la
comida se va calentando, el movimiento de las partículas en la comida
aumenta. Después de un tiempo, las partículas tienen suficiente energía para
hacer que la comida este caliente y lista para comer.
Unidades de Energía
Unidades de Energía
El cambio de la temperatura y el flujo de la energía nos indican la forma en que

podemos medir el calor. La unidad del Sistema Internacional de Unidades de
Medida es joule(J), como esta unidad es muy pequeña se utiliza el kilojoules
(kJ)= 1000 joules.
En el sistema métrico, la unidad que se utiliza es la caloría. La caloría (cal)

significa calor y se define como la cantidad de calor necesaria para subir en un
°C la temperatura de un gramo(g) de agua pura. Una caloría equivale
exactamente 4,184J. En este paso volvemos a retomar el uso de las
equivalencias donde podemos escribir dos factores de conversión: 1 cal =
4,184J
Una kilocaloría (kcal) es igual a 1000 calorías, y un kilojoule(kJ) es igual a 1000
joules
1 kcal = 1000 cal 1kJ=1000J
Casos de Aplicación
Ahora veamos cómo se aplica esta información
La energía necesaria para mantener encendida durante 1,0 h una bombilla de

75 watts es 270kJ. Calcule la energía para mantener la bombilla encendida
durante 3,0 h en cada una de las siguientes unidades de energía:
a. Joules b. kilocalorías
Dadas Necesita
270 kJ Joules
kilocalorías
Primero enuncie las cantidades dadas y las que necesita:
a. Joules
Escriba las equivalencias y los factores de conversión
1kJ=1000J
Resolviendo:
Este resultado es para que la bombilla este encendida una hora, pero como nos
piden que este encendida 3 h debemos multiplicar el resultado por 3
270 000J x 3 h = 810 000 J/h es la energía que se necesita para que
el bombillo este encendido 3 horas
b. kilocalorías
Escriba las equivalencias y los factores de conversión

- Utilizamos el resultado de la parte a = 810 000 J/h
1 cal= 4,184J

Resuelva:
Convertir a kcal y Redondear

Se necesitan 194 kcal de energía para mantener encendido un

bombillo por 3 horas.
¿Qué es el Calor Específico?
Toda sustancia puede absorber o perder calor. Para cocinar colocamos los
alimentos en el horno y otros en ollas de agua hirviendo. Cuando se agrega
calor al agua su temperatura aumenta hasta que hierve. Toda sustancia tiene
su propia capacidad característica para absorber calor, ciertas sustancias
absorben más calor que otras para alcanzar determinada temperatura. Para
comprender mejor estos fenómenos estudiaremos el calor específico, el cual se
representará mediante las letras, Ce.
El Calor Especifico de una sustancia, se define como el número de Joules o

calorías necesarios para cambiar la temperatura de exactamente 1g de
sustancia en exactamente 1 °C de temperatura.
Los Calores Específicos de algunas sustancias o elementos químicos los vemos
en la siguiente tabla:
Una de las características más significativas del agua es que tiene una
capacidad calorífica específica muy alta. Esto significa que para aumentar la
temperatura del agua hace falta que absorba mucho calor por unidad de masa.
Para que 1 kg de agua aumente su temperatura 1º C, se necesitan 4184 J
(julios), mientras que, con esa misma cantidad de energía, un gramo (1g) de
cobre aumenta 10°C y un gramo(1g) de aluminio aumenta 5°C. Los calores
específicos bajos del cobre y el aluminio (como lo apreciamos en la tabla)
significan que transfieren el calor de manera eficiente, por lo que son útiles en
la fabricación de ollas y sartenes.
El calor específico del agua es más alto que cualquier otra sustancia común. Por
ejemplo; cuando en el verano vamos temprano a las clases de piscina,
sentimos que el agua está muy fría a esa hora (lo que significa que el agua
pierde calor durante la noche), mientras que cuando se esta llegando la hora
del mediodía el agua se siente un poco más caliente.
En este punto es importante saber que la transferencia del calor depende de 3
factores que son:
1. Temperatura
2. Calor específico
3. Masa
El alto calor específico del agua se debe a los puentes de hidrógeno, un tipo de
interacción molecular que se dan entre las moléculas de agua y que es tan
fuerte que hace necesario aportar muchísima energía para hacerlas vibrar y
que aumenten de temperatura.
El agua del mar o de los lagos absorbe calor durante el día, pero se calienta
más lentamente que el suelo. Si nos encontramos cerca de un lago en un día
soleado, notaremos que las piedras se calientan mucho más rápido que el
agua. De la misma manera, durante la noche el suelo pierde rápidamente el
calor acumulado durante el día, mientras que el agua lo hace de una manera
más lenta, hecho éste que permite que la temperatura del aire más próximo no
baje tan rápidamente.
Esta propiedad es la que posibilita a algunos organismos regular su

temperatura corporal.
¿Cómo se puede expresar el calor específico de una sustancia?
cal/g°C
¿Qué es equilibrio térmico?
Cuando ambos cuerpos alcanzan la misma temperatura
¿Qué es el sudor?
Cuando nuestro sistema nervioso detecta un aumento de la temperatura
corporal, activa toda una serie de mecanismos para intentar mantenerla
constante, alrededor de 36,5 oC, y evitar que se puedan ocasionar daños en el
organismo. Por un lado, se produce una dilatación de los vasos sanguíneos
que, incluso, puede aumentar la tasa de transferencia del calor hacia la piel
hasta ocho veces, hecho que supone una importante disminución de la
temperatura corporal. Otro de los mecanismos que se ponen en marcha es el
aumento de la producción del sudor, (elaborado por las glándulas sudoríferas)
que, al evaporarse en la piel, enfría la superficie del cuerpo. El sudor es un
líquido incoloro, formado en un 99% por agua, con un pH ligeramente ácido
(entre 3,8 y 5,6), con gusto salado y que tiene, como componentes más
importantes, potasio y cloruros.
Cálculos - Calor Específico

Cálculos.
Para calcular el calor específico de una sustancia, se mide el calor en J o

calorías, la masa en gramos y la ∆T, que es cambio de temperatura, en grados
Celsius.
El símbolo delta (∆) es la cuarta letra del alfabeto griego y significa “cambio
de”.

Cuando se conoce la relación de calor específico para una sustancia, es posible

reordenarla para obtener una expresión llamada ecuación de calor(Q)

Con esta ecuación, se puede calcular la cantidad de calor que, pierde o gana
una sustancia al sustituir las cantidades conocidas.
Donde,
Q = calor absorbido o liberado del sistema
∆T = Diferencia entre Tf (temperatura final) y Ti (temperatura inicial)
m= Masa de la sustancia sobre la cual se produce el cambio de temperatura
Ce = Calor específico de la sustancia.
¡Veamos un ejemplo!
¿Cuántos Joules absorben 45,2 g de aluminio (Al) si su temperatura se

incrementa de 12,5°C a 76,8°C. el aluminio tiene un calor específico de
0,897J/g °C?
Enuncie las cantidades dadas y las que necesita:
Calculemos el cambio de temperatura, utilizando ------> ∆T= T final – T inicial
Al reemplazar los valores obtenemos --------------------> ∆T= 76,8°C – 12,5°C

= 64,3°C
Ahora utilizamos la ecuación de calor ----------> Q=mCe∆T

Reemplazamos tenemos;

Así; después de cancelar las unidades nos queda que Q es igual a;
Q= 2610 J
Este resultado también lo podemos escribir de la siguiente manera
Q= 2,61x103 J ó 2,61KJ

Conceptos Básicos

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Conceptos Básicos

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Conceptos Básicos

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Conceptos Básicos

En un día caluroso de verano, cuando practicamos algún deporte a una

La energía puede clasificarse en dos formas básicas:

 Energía Cinética que es la energía de movimiento. La cual podemos

En el caso, de la madera que se quema en una fogata, podemos ver que la

Es la cantidad total de Energía cinética de los átomos

Qué es el 0(cero) absoluto?

Donde las partículas no se les puede extraer más calor

Es la frontera física inalcanzable

Es la energía almacenada en los enlaces químicos de una sustancia en virtud de

El calor es la transferencia de energía entre dos sistemas a diferentes

El cambio de la temperatura y el flujo de la energía nos indican la forma en que

En el sistema métrico, la unidad que se utiliza es la caloría. La caloría (cal)

1 kcal = 1000 cal 1kJ=1000J

La energía necesaria para mantener encendida durante 1,0 h una bombilla de

Primero enuncie las cantidades dadas y las que necesita:

Escriba las equivalencias y los factores de conversión

Escriba las equivalencias y los factores de conversión

Convertir a kcal y Redondear

Se necesitan 194 kcal de energía para mantener encendido un

¿Qué es el Calor Específico?

El Calor Especifico de una sustancia, se define como el número de Joules o

Esta propiedad es la que posibilita a algunos organismos regular su

¿Cómo se puede expresar el calor específico de una sustancia?

¿Qué es equilibrio térmico?

Cuando ambos cuerpos alcanzan la misma temperatura

Cálculos - Calor Específico

Para calcular el calor específico de una sustancia, se mide el calor en J o

Cuando se conoce la relación de calor específico para una sustancia, es posible

Q = calor absorbido o liberado del sistema

∆T = Diferencia entre Tf (temperatura final) y Ti (temperatura inicial)

m= Masa de la sustancia sobre la cual se produce el cambio de temperatura

Ce = Calor específico de la sustancia.

¿Cuántos Joules absorben 45,2 g de aluminio (Al) si su temperatura se

Enuncie las cantidades dadas y las que necesita:

Calculemos el cambio de temperatura, utilizando ------> ∆T= T final – T inicial

Al reemplazar los valores obtenemos --------------------> ∆T= 76,8°C – 12,5°C

Ahora utilizamos la ecuación de calor ----------> Q=mCe∆T

Así; después de cancelar las unidades nos queda que Q es igual a;

Q= 2610 J

Este resultado también lo podemos escribir de la siguiente manera

También podría gustarte