La termodinámica es el campo de la física relacionado con la temperatura, el calor y, en última instancia, las transferencias de energía. Aunque las leyes de la termodinámica pueden ser un poco difíciles de seguir, la primera ley de la termodinámica es una relación simple entre el trabajo realizado, el calor agregado y el cambio en la energía interna de una sustancia. Si tiene que calcular un cambio en la temperatura, es un proceso simple de restar la temperatura anterior a la nueva, o puede involucrar la primera ley, la cantidad de energía añadida como calor y la capacidad calorífica específica de la sustancia en pregunta.

TL; DR (demasiado larga; no leída)

Un simple cambio en la temperatura se calcula al restar la temperatura final de la temperatura inicial. Es posible que necesite convertir de Fahrenheit a Celsius o viceversa, lo que puede hacer con una fórmula o una calculadora en línea.

Cuando se trata de transferencia de calor, use esta fórmula: cambie la temperatura = Q /cm a calcule el cambio en la temperatura de una cantidad específica de calor agregado. Q
representa el calor agregado, c
es la capacidad de calor específica de la sustancia que estás calentando, y m
es la masa de la sustancia que estás calentando .

¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?

La clave de fondo que necesita para un cálculo de temperatura es la diferencia entre calor y temperatura. La temperatura de una sustancia es algo con lo que está familiarizado en la vida cotidiana. Es la cantidad que mides con un termómetro. También sabe que los puntos de ebullición y los puntos de fusión de las sustancias dependen de su temperatura. En realidad, la temperatura es una medida de la energía interna que tiene una sustancia, pero esa información no es importante para resolver el cambio de temperatura.

El calor es un poco diferente. Este es un término para la transferencia de energía a través de radiación térmica. La primera ley de la termodinámica dice que el cambio en la energía equivale a la suma del calor agregado y el trabajo realizado. En otras palabras, puede dar más energía a algo al calentarlo (transfiriéndole calor) o al moverlo o removerlo físicamente (trabajando en él).

Cambio simple en cálculos de temperatura

El cálculo de temperatura más simple que puede tener que hacer implica calcular la diferencia entre una temperatura de inicio y finalización. Esto es facil. Resta la temperatura final de la temperatura de inicio para encontrar la diferencia. Entonces, si algo comienza a 50 grados Celsius y termina a 75 grados C, entonces el cambio de temperatura es de 75 grados C - 50 grados C = 25 grados C. Para las disminuciones de temperatura, el resultado es negativo.

El mayor desafío para este tipo de cálculo ocurre cuando necesita hacer una conversión de temperatura. Ambas temperaturas deben ser Fahrenheit o Celsius. Si tiene uno de cada uno, convierta uno de ellos. Para cambiar de Fahrenheit a Celsius, resta 32 de la cantidad en Fahrenheit, multiplica el resultado por 5 y luego divídelo por 9. Para convertir de Celsius a Fahrenheit, primero multiplica la cantidad por 9, luego divídelo por 5, y finalmente agrega 32 al resultado. Alternativamente, solo use una calculadora en línea.

Calculando el cambio de temperatura de la transferencia de calor

Si está haciendo un problema más complicado que involucra transferencia de calor, es más difícil calcular el cambio de temperatura. La fórmula que necesita es:

Cambio de temperatura = Q /cm

Donde Q es el calor agregado, c
es la capacidad de calor específica de la sustancia, y m
es la masa de la sustancia que estás calentando. El calor se da en julios (J), la capacidad de calor específica es una cantidad en julios por kilogramo (o gramo) ° C, y la masa está en kilogramos (kg) o gramos (g). El agua tiene una capacidad de calor específica de poco menos de 4,2 J /g ° C, por lo que si eleva la temperatura de 100 g de agua con 4.200 J de calor, obtiene:

Cambio de temperatura = 4200 J 4.2 (4.2 J /g ° C × 100 g) = 10 ° C

El agua aumenta la temperatura en 10 grados C. Lo único que debe recordar es que debe usar unidades consistentes para la masa. Si tiene una capacidad de calor específica en J /g ° C, entonces necesita la masa de la sustancia en gramos. Si lo tiene en J /kg ° C, necesita la masa de la sustancia en kilogramos.