Calor

            Otra forma en que la energía puede salir o entrar a una masa de control es en forma de calor. Ya hemos dicho que una transferencia de calor solo ocurre cuando existe una diferencia de temperatura entre dos cuerpos y estos están en contacto, o bien, comunicados por un conductor de calor.

            El calor de un cuerpo se mide en Joules. Para nuestro estudio, nos interesa calcular la cantidad de calor que puede fluir de un cuerpo a otro y para ello dejaremos definidas las propiedades de las cuales depende esta cantidad.

·         Una diferencia de temperatura sin la cual no habría transferencia de calor (ΔT) Medida en ºC o K

·         La masa del cuerpo que cede o gana calor (depende cual estamos analizando) (m) Medida en Kg

·         El calor especifico del material que estamos analizando (c) en unidades de J / KgºC  o lo que es lo mismo  J / KgK

Recuerde que una variación en temperatura es la misma en ºC y en Kelvin

            Con estos conceptos podemos decir que el calor transferido a o por un cuerpo será proporcional a su masa, su calor especifico y a la variación de la temperatura que sufra.

            Q = mc ΔT

Podemos escribir esta ecuación utilizando el número de moles y la masa molar

            Q = nMc ΔT  

Al producto Mc se le conoce como capacidad calorífica molar (Ĉ) y esta dado en unidades de J / molºC  =  J / molK

            Q = nĈ ΔT    

            Hasta ahora podemos determinar el calor transferido gracias a la variación de la temperatura. Pero, ¿Qué ocurre durante un cambio de fase? Ya hemos establecido que durante un cambio de fase la sustancia absorbe o cede calor pero que la temperatura permanece constante hasta que el cambio cesa. ¿Cómo podemos entonces calcular ese calor requerido para el cambio de fase?

            Existen datos experimentales que nos permiten calcular este calor mediante constantes (L) para cada sustancia y para cada cambio de fase. Es decir, existe una constante concreta para calcular el calor necesario para llevar a cabo la fusión del hielo y otra para la evaporación del agua. Estas constantes existen por unidad de masa por lo que solo necesitamos el producto de la constante por la masa analizada para calcular el calor que se absorbió o librero durante el cambio de fase.

            Las constantes no dependen del sentido del proceso por lo que utilizaremos la misma si se trata de una fusión o una solidificación. Lo mismo ocurre con la constante de evaporación que es igual a la de condensación. La única atención que nos requiere el sentido del proceso será asignarle un signo al calor, ya sea si la sustancia lo absorbió (+) o lo libero (-).

            Q = ± mL