Contenido
Haz clic para ver la información
Actividad 1

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Representado con la letra Q es la energía transferida de un sistema a otro (o de un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos.

Q = mcΔt

La expresión que relaciona la cantidad de calor que intercambia una masa (m) de una cierta sustancia con la variación de temperatura (Δt) y (c) es el calor específico de la sustancia.

Haz clic sobre los botones para ver la información.

¿Qué es la capacidad calorífica de un cuerpo?

Es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta.

La capacidad calorífica de un cuerpo depende de dos factores:

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Otro efecto del calor sobre los cuerpos, junto con el cambio de temperatura, es el cambio en el estado de agregación de la materia.

Solido

Liquido

Gaseoso

Cuando se produce un cambio de fase, la sustancia debe absorber o ceder una cierta cantidad de calor.

Cuando aumenta la temperatura.
Cuando disminuye la temperatura.

Haz clic sobre los botones para ver la información.

¿Qué es calor latente (L)?

También conocido como calor de cambio de estado, es la energía absorbida o cedida por unidad de masa de sustancia al cambiar de estado.

La cantidad de calor que absorbe o cede una cantidad m de sustancia para cambiar de fase viene dada por:

Q = mL

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Equilibrio térmico.

Se dice que dos cuerpos están en equilibrio térmico cuando están a la misma temperatura, y por tanto no intercambian calor. La ecuación de equilibrio térmico indica que el calor que absorbe un cuerpo es igual que el calor que cede el otro, es decir:

mA·cA·(T−TA)=mB·cB·(TB−T)

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Se tienen 200 gr. de cobre a 10 ºC (temperatura inicial). ¿Qué cantidad de calor se necesita para elevarlos hasta 100 ºC (temperatura final)?.

m1 = 200 gr.
Ti = 10 ºC
Tf = 100 ºC
Ce = 0.09 Cal/(gr*ºC)
(También se puede expresar como 390 J/(Kg*K°)
Q1= ?

Q = m1 * Ce * (T2 – T1)

Q = 200 gr. * 0.09 Cal/g*.ºC * (100 ºC - 10ºC)

Q = 1.620 calorías

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Reúnete con dos compañeros y realiza los siguientes ejercicios para determinar el calor cedido (enfriamiento) o absorbido (calentamiento) de un
sistema.

Si tenemos 500 gramos de agua a la temperatura de 28 ºC. Que cantidad de calor se requiere para elevar la temperatura hasta 80 ºC.
Datos: calor específico del agua (Ce): 1 Cal/gr.ºC.

Se tiene un tanque que contiene 20.000 gr. de agua a 10 ºC. ¿Cuantas Kilocalorías absorbe cuando se calienta hasta 40 ºC?.

Haz clic para observa el video y luego desarrolla el ejercicio:

Haz clic sobre los botones para observar la información.

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Existen dos tipos de fuerzas intermoleculares:

Haz clic sobre los botones para ver la información.

Las siguientes características confieren a los diferentes compuestos características particulares en sus puntos de fusión y de ebullición, según la fuerza intermolecular que lo constituye.

Haz clic sobre los botones para ver la información.

La energía de formación y rotura del enlace por puente de hidrógeno es muy pequeña, por lo que se forma y se rompe fácilmente, desempeñando un papel importante en biología por encontrase en las proteínas y en otras sustancias de interés biológico.

H2O(líquido)

H2(gas)

1/2 O2(gas)

Para vaporizar un mol de agua se requieren 41 kJ.

+

Haz clic sobre los botones para ver la información.

En la tabla se representa los valores para el punto de fusión y vaporización del agua H2O y el alcohol etílico C2H6O, partiendo de su observación y de la información presentada responde:

- ¿A qué se debe que el agua tenga un calor de fusión diferente al alcohol?

Tabla de calor de fusión y de vaporización

Cuerpos | Fusión | Vaporización
Temperatura[°C] | Calor Latente [Kcal/Kg] | Temperatura[°C] | Calor Latente [Kcal/Kg]
Alcohol | -114 | 25 | 78 | 201
Plata | 960 | 25 | 1950 | 520
Cobre | 1083 | 50 | 2330 | 1110
Agua | 0 | 80 | 100 | 580

+

#

+

# Composición

La sustancia por la que está formado el cuerpo: no aumentan su temperatura de igual manera un gramo de agua que un gramo de aceite o un gramo de hierro, aun cuando se sitúen sobre un fuego de igual intensidad: El hierro sería el primero en aumentar su temperatura, seguido del aceite y finalmente el agua.

+

# Cantidad

La cantidad de masa del cuerpo: tal y como has podido comprobar en el experimento anterior, no aumenta su temperatura de igual manera un gramo y un kilogramo de agua, aun cuando se sitúen sobre un fuego de igual intensidad: un gramo de agua variará su temperatura más rápidamente que un kilogramo de esta misma sustancia.

+

# Recuerda

"Es la energía necesaria para elevar en un 1 grado la temperatura de 1 kg de masa. Sus unidades en el Sistema Internacional son J/kg K."

+

# Cuando aumenta la temperatura

+

# Cuando disminuye la temperatura

+

# Q

Calor intercambiado. Cantidad de energía térmica intercambiada con el entorno. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio ( J ), aunque también se usa con frecuencia la caloría ( cal ). 1 cal = 4.184 J.

+

# m

Masa. Cantidad de sustancia considerada. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el kilogramo ( kg ).

+

# L

Variación de entalpía o calor latente. Es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para realizar el cambio de estado. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio por kilogramo ( J/kg ) aunque también se suele usar la caloría por gramo ( cal/g ).

+

# mA, mB

Masas de los cuerpos A y B respectivamente. Es la cantidad de sustancia considerada de cada cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el kilogramo ( kg ).

+

# cA, cB

Calor específico del cuerpo A y del cuerpo B respectivamente. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio por kilogramo por kelvin ( J/kg·K ) aunque también se usa con frecuencia la caloría por gramo y por grado centígrado ( cal/g·ºC ).

+

# Temperaturas TA, TB y T

Temperatura inicial del cuerpo A, del cuerpo B y temperatura final de equilibrio térmico respectivamente. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Kelvin ( K ).

+

# Solución

Q = m2 * Ce * (Tf – T1)
Q = 5000 gr. * 1 Cal/gr.ºC * (80 ºC - 28 ºC)
Q = 5000 * 52 = 260.000 calorías.

+

# Solución

Q = m1 * Ce * (Tf – T1)
Q = 20.000 gr. * 1 Cal/gr.ºC * (40 ºC - 10 ºC)
Q = 20.000 * (30) calorías
Q = 600.000 calorías = 600 calorías.

+

# Ejercicio

Observa con atención el recipiente y registra en el material del estudiante el momento en el que se presenta cambio de estado, es decir de sólido a líquido y de líquido a vapor.
Con la información obtenida y los datos recolectados realiza la gráfica correspondiente a la curva calentamiento del agua.

+

# Solido

En un sólido, las partículas están muy juntos por lo que son incapaces de moverse mucho. Las partículas de un sólido tienen muy baja energía cinética. Los sólidos tienen una forma definida. Se ajustan a la forma del recipiente en el que se colocan y con un volumen definido.

+

# Liquido

En la fase líquida, las partículas de una sustancia tienen más energía cinética que las, por lo que los líquidos no tienen una forma definida, sino que se adaptan al recipiente que los contenga.

+

# Gaseoso

Las partículas de gas tienen una gran cantidad de espacio entre ellos y tienen una alta energía cinética. Si no está confinado, las partículas de un gas se extenderá indefinidamente; si se encuentra en un recipiente, el gas se expandirá para llenar su contenedor.

+

# Van der Waals

Las fuerzas de Van der Waals se caracterizan por ser muy débiles y aumentar con la masa molecular.

+

# Enlace de hidrógeno

El enlace de hidrógeno se da entre aquellas sustancias en las que sus moléculas contienen un átomo de hidrógeno enlazado a un átomo muy electronegativo X (que puede ser N, O y F).

+

# 1

Las fuerzas intermoleculares crecen con la masa molecular o atómica de las sustancias.

+

# 2

Cuanto mayor sean estas fuerzas mayor serán los puntos de fusión y ebullición de las sustancias.

+

# 3

Cuanto mayor sea la polaridad de una molécula, más intensas son las fuerzas intermoleculares.

+

# Recuerda

Cuanto más intensas sean las fuerzas de atracción que operan entre las partículas:
Mayor energía para vencerlas y producir un cambio de fase.
Mayor es el punto de ebullición del líquido.
Mayor el punto de fusión del sólido.
Menor es la velocidad de vaporización de la sustancia (menos volátil).