Por Lee Johnson
Actualizado el 30 de agosto de 2022

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TL;DR

Utilice la fórmula Q =mcΔT para calcular el calor absorbido.

• P =calor absorbido (J)
• m =masa de la sustancia (kg)
• c =capacidad calorífica específica (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =cambio de temperatura (°C)

Fundamentos termodinámicos

La primera ley de la termodinámica establece que el cambio en la energía interna de un sistema es igual al calor que se le agrega más el trabajo realizado sobre él. El calor es una forma de transferencia de energía que ocurre únicamente entre cuerpos a diferentes temperaturas; fluye espontáneamente de lo caliente a lo frío. Comprender estos principios es esencial para realizar cálculos de calor precisos.

Capacidad calorífica específica

Capacidad calorífica específica, denotada c , cuantifica cuánta energía se requiere para elevar la temperatura de 1 kg de un material en 1 °C. Los valores típicos incluyen:

• Agua:4181Jkg⁻¹°C⁻¹
• Plomo:128 Jkg⁻¹°C⁻¹

Una c más alta significa que el material requiere más energía para cambiar de temperatura.

Cálculo de la absorción de calor

Aplicar la relación simple Q =mcΔT . Primero determine el cambio de temperatura:ΔT =T_final – T_inicial.

Ejemplo:elevar 2 kg de agua de 10 °C a 50 °C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2 kg × 4181 J kg⁻¹°C⁻¹ × 40 °C =334480 J (≈334,5 kJ)

Por lo tanto, se requieren aproximadamente 334,5 kJ de calor.

Consistencia y conversión de unidades

Las capacidades caloríficas específicas pueden aparecer en unidades alternativas:julios por gramo por °C, calorías por gramo por °C o julios por mol por °C. Mantenga las unidades consistentes durante todo el cálculo. Por ejemplo, si c se da en Jg⁻¹°C⁻¹, use la masa en gramos; si está en Jmol⁻¹°C⁻¹, expresa la masa en moles. Las diferencias de temperatura medidas en Kelvin son numéricamente idénticas a las diferencias en Celsius, por lo que ΔT se puede utilizar directamente.

Al convertir entre unidades de energía, recuerde:1 caloría =4,184 J.