CANTIDAD DE CALOR

En la mayoría de los planteamientos matemáticos, la letra que se usará para representar la cantidad de energía transferida por calor entre un sistema y su entorno será la letra Q. y se dirá: “La energía Q transferida a un sistema” en lugar de: “La energía Q transferida por calor al sistema”.  Por definición la cantidad de energía transferida de un sistema a otro se denomina también CANTIDAD DE CALOR la cual puede ser conceptualizada como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m) cuando su temperatura varia (∆T) en un número determinado de grados. Dicho en un lenguaje más académico, se dirá que la cantidad de calor cedida o absorbida por la materia será directamente proporcional a la masa y a la variación de la temperatura que experimenta: 

Q es cantidad de calor

M es masa

∆T es variación de temperatura (Tf – Ti)

Dos cantidades son directamente proporcionales cuando al hacer variar una de ellas la otra varía en la misma proporción. Cuando esto sucede, el cociente de dichas cantidades es constante:

Esta constate de proporcionalidad “c” es lo que se denomina Calor específico, el cual se detallará más adelante, cuyo valor depende de la naturaleza de la sustancia o de la materia.  Reescribiendo la ecuación para determinar la cantidad de calor:

Para medir cantidades de calor se ha adoptado como unidad la caloría, también llamada pequeña caloría o caloría gramos. Una caloría (cal) es una magnitud que se mide por la cantidad de calor que se debe proporcionar a un gramo de agua para elevar su temperatura de 14,5 ºC a 15,5 ºC o sea 1 ºC, a la presión atmosférica. Un múltiplo de la caloría es la Kilocaloría (Kcal) = 1000cal. En los países de habla inglesa se utiliza como unidad para medir cantidades de calor la Unidad Térmica Británica (BTU); esta es una magnitud que se mide por la cantidad de calor que debe proporcionarse a una libra de agua para elevar su temperatura de 63ºF a 64ºF o sea 1ºF con referencia a la presión atmosférica.

Una vez identificado el calor como una forma de energía y no como un fluido singular, la distinción entre unidades de calor y unidades de energía perdió significado. Así, la unidad de calor en el SI coincide con la de energía y es el joule (J), habiendo quedado la caloría reducida a una unidad práctica que se ha mantenido por razones históricas, pero que va siendo progresivamente desplazada por el joule. 1cal = 4,186 J. (equivalente mecánico de calor)

La constante c establecida en la ecuación calorimétrica: Q = c. m . △T mencionada con anterioridad, es lo que se denomina calor específico de una sustancia. El calor específico es una magnitud física intensiva; es decir no depende de la cantidad de sustancia o del tamaño del sistema. Es una unidad de referencia que establece la mayor o menor dificultad de una sustancia en calentarse o enfriarse; en otras palabras: es la cantidad de calor que se le debe aplicar a la sustancia o materia para que su temperatura comience a variar. Se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (Kelvin o Celsius). Por ejemplo. Decir que el calor específico del hierro es 0,115 cal/gr. ºC   significa que un gramo de dicha sustancia (hierro) debe absorber (calentar) o ceder (enfriar) 0,115 cal (cantidad de calor) para que su temperatura varíe 1ºC (cinética molecular).