Capacidad Calorífica Molar De Una Sustancia 2hv10

Capacidad calorífica molar de una sustancia La Capacidad calorífica molar, Cm, es la energía calorífica necesaria para aumentar 1K o 1ºC la temperatura de un mol de cualquier sustancia. En este caso, la transferencia de calor será:

Q= n·ΔT·Cm Donde: n = número de moles Cm = capacidad calorífica molar ΔT = Tf – Ti (temperatura final menos temperatura inicial del sistema) Cabe destacar que para el caso de sólidos y líquidos, la capacidad calorífica específica y la capacidad calorífica molar son iguales tanto si el proceso se realiza a presión constante como se se realiza a volumen constante. No obstante, en el caso de los gases, estos parámetros varían, lo cual se indica con un subíndice v y p para el proceso a V=cte y P=cte respectivamente: Cv, , Cmv, Cmp, por lo que si en un ejercicio debemos calcular el calor transferido en el caso de un gas nos deben indicar si el proceso es isocoro o isobárico.

Ejercicios Determina la capacidad calorífica de un cuerpo sabiendo que cuando desprende 5 KJ de calor, su temperatura disminuye 1.85 K. Sabiendo que el cuerpo tiene una masa de 3 kg, determina, además, la capacidad calorífica de la sustancia que lo compone.

Solución Datos 

Calor extraido del cuerpo: Q = - 5 KJ = - 5·103 J (El signo negativo indica que el calor se transfiere desde el cuerpo al entorno)

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Aumento de temperatura: ∆T = -1.85 k



Masa del cuerpo: m = 3 kg

Resolución Aplicando la expresión para la capacidad calorífica del cuerpo, nos queda:

C=QΔT=−5⋅103−1.85=2702.7 J/k

Por otro lado, la capacidad calorífica nos permite entender como se comporta la sustancia térmicamente, independientemente de la cantidad de masa que tenga:

c=Cm=2702.73=900.9 J/k⋅kg

Capacidad Calorífica Molar 15 de Junio de 2010 Publicado por Mónica González Un cuerpo al recibir cierta cantidad de energía térmica puede variar su temperatura o su estado físico, o sea, sólido, líquido y gaseoso. La variación de temperatura sucede debido al aumento del movimiento de las partículas constituyentes del cuerpo, en ese caso, la cantidad de calor que el cuerpo recibió es denominada calor sensible. Si por acaso el cuerpo cambia de estado físico a temperatura constante, decimos que la cantidad de calor es denominada calor latente. ¿Pero que viene a ser calor? ¿Cómo se transfiere? Calor es la energía térmica en tránsito que está determinada por la diferencia de temperatura entre los sistemas involucrados. El calor fluye del cuerpo de mayor temperatura para el cuerpo de menor temperatura y puede ser transferido de un cuerpo al otro de las siguientes maneras:

  

Conducción Convección Irradiación El término calor es empleado en el sentido de indicar la energía transferida. Indicada por la letra Q la unidad de calor en el Sistema Internacional de Unidades es el joule J, en homenaje al físico ingles James Prescott Joule. Con todo, la unidad más utilizada es la caloría (cal), sin embargo podemos relacionarla con el joule de la siguiente forma: 1 cal = 4,18 J. Capacidad Térmica y Calor Específico itiendo que no exista cambio de estado físico, imagine un cuerpo que reciba cierta cantidad de energía y varíe su temperatura. Es denominado como capacidad térmica C, también llamada como capacidad calorífica, o cociente entre la cantidad de calor Q y la variación de temperatura sufrida por el cuerpo (Δt), veamos: La unidad de capacidad térmica es la caloría por grado Celsius (cal/°C). Se define como calor específico, también denominado de capacidad térmica, el valor numérico de la cantidad de calor que acarrea una variación de un grado Celsius en un gramo de sustancia. Matemáticamente definimos como siendo la razón entre la capacidad térmica y la masa del cuerpo.

La unidad de calor específica es la cal/g.°C. Ecuación Fundamental de la Calorimetría Combinando las ecuaciones que definen la capacidad térmica y el calor específico podemos llegar a la ecuación que provee la cantidad de calor sensible intercambiado por el cuerpo de masa m al sufrir una variación en su temperatura.

Donde c es el calor específico de la sustancia y ΔT es la variación de temperatura de la sustancia. Las unidades más usadas de calor específico son:

Siendo que 1 cal equivale en aproximadamente 4,1855 J. En la tabla a continuación presentamos valores del calor específico de algunas sustancias:

Calor Específico y Capacidad Calorífica 

Unidad 1: Termodinámica química

En un día de verano, el sol calienta la arena de las playas y todo lo que sobre ella se encuentra. Suponga que sobre la arena hay una toalla, una botella de plástico y un vaso de metal, los tres objetos están expuestos al calor del sol la misma cantidad de tiempo. Basándote en tu experiencia, responde:

 

Cuando tocas cada uno, de los tres objetos, ¿estarán estos objetos igual de calientes? ¿Cuál de los tres objetos estará más caliente? Del análisis de la situación anterior, podemos concluir que cada objeto habrá absorbido una cantidad distinta de calor. En otras palabras podemos decir que cada material tiene una capacidad de almacenar calor de manera diferente, esta capacidad depende de la naturaleza y composición del mismo. Esta situación que entendemos y que nos resulta familiar como experiencia de vida, nos va a llevar a la definición de Capacidad Calorífica. La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1ºC, la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. Cuanto mayor sea la capacidad calorífica de una sustancia, mayor será la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura. Por ejemplo, no es lo mismo calentar el agua de un vaso que el agua de toda una piscina: requerimos mayor calor para calentar el agua de toda una piscina puesto que su capacidad calorífica es mucho mayor. La capacidad calorífica (C) (propiedad extensiva), se expresa como "calor" sobre "grados centígrados" y, por tanto, tiene las siguientes unidades:

El calor específico (c) (propiedad intensiva) tiene las siguientes unidades:

El calor específico es una propiedad intensiva, no depende de la materia, y es un valor fijo para cada sustancia. Así, el agua tiene un valor fijo de calor específico, el cual debemos entenderlo como la cantidad de calor que puede absorber una sustancia: cuanto mayor sea el calor específico, mayor cantidad de calor podrá absorber esa sustancia sin calentarse significativamente. Según tu experiencia, de los 3 materiales anteriores (toalla, botella de plástico y lata de metal):

 

¿Cuál tendrá mayor calor específico? ¿Cuál tendrá menor calor específico?

La relación entre la capacidad calorífica y el calor específico está dado por:

C=mc Ejemplo El calor específico de agua es :

Mientras que la capacidad calorífica de 60 g de agua será:

La capacidad calorífica molar, se expresa de la siguiente manera: Tenga en cuenta que la C de capacidad Calorífica está en mayúsculas

Cuando se añade o disminuye calor a un sistema, se produce una variación de temperatura en el sistema.

Donde: m = masa, gramos c = calor específico, J/g °C

Ejercicio 1.6

 o o

Determina la expresión del calor liberado o absorbido de un sistema en términos de: capacidad calorífica molar capacidad calorífica?

Capacidad Calorifíca de los gases Para los gases ideales, si se determina la capacidad calorífica molar para un mismo gas a:

 

volumen constante se denomina,CV presión constante se denomina, La relación existente entre ellas está determinada por la expresión siguiente :

Donde:



R es la constante de los gases ideales expresada en unidades de energía: . R = 8,314 J/mol-K

R = 1,989 cal/mol-K

La capacidad calorífica de los gases ideales varía, si se trata de gases monoatómicos, diatómicos y triatómicos. En la tabla siguiente se muestran los valores de capacidad calorífica a volumen constante ( CV ) y a presión constante ( ) para gases ideales monoatómicos, diatómicos y triatómicos.

Si el sistema involucra a los gases ideales podemos expresar el calor a presión constante (qP ), como:

Recuerden que el calor a presión contante, se conoce como Entalpía (H)