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CAPACIDAD CALORIFICA

El calor específico o más formalmente la capacidad calorífica específica de una sustancia es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor. Es por ello de que 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. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar una unidad de temperatura (SI: 1 K) de una determinada sustancia, (usando el SI). Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia térmica. Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. En general, la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión. Según Roldán, Juan (2014) indica que " La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo «para almacenar calor», y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto". (p136) El objetivo fundamental de la presente monografía es argumentar capacidad calorífica

que brevemente

el sistema de la

daremos de que el calor específico es una

propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica.

ANTECEDENTES: A lo largo de la historia el desarrollo de la termodinámica moderna, se pensó que el calor era un fluido invisible, conocido como calórico. Los cuerpos eran capaces de almacenar una cierta cantidad de ese fluido, de ahí el término capacidad calorífica, nombrada e investigada por vez primera por el químico escocés Joseph Black en la década de 1750. En la actualidad, la noción de calórico ha sido sustituida por la noción de la energía interna de un sistema. Es decir, el calor ya no se considera un fluido si no una transferencia de energía desordenada.

MEDIDA DE LA CAPACIDAD CALORIFICA: Para medir la capacidad calorífica bajo unas determinadas condiciones es necesario comparar el calor absorbido por una sustancia (o un sistema) con el incremento de temperatura resultante. De manera que la energía necesaria para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia; usando el SI es la cantidad de julios de energía necesaria para elevar en un 1 K la temperatura de 1 Kg. de masa. Se la representa por lo general con la letra c y su unidad de medida es J/Kg. °C o también cal/g· °C. . La capacidad calorífica viene dada por:

Dónde: C = la capacidad calorífica, que en general será función de las variables de estado. Q = el calor absorbido por el sistema. ΔT = variación de temperatura Se mide en unidades del SI julios/K (o también en cal/°C).

La capacidad calorífica (C) de un sistema físico depende de la cantidad de sustancia o masa de dicho sistema. Para un sistema formado por una sola sustancia homogénea se define además el calor específico o capacidad calorífica específica c a partir de la relación:

Dónde: C= la capacidad calorífica del cuerpo o sistema C= el calor específico o capacidad calorífica específica m = la masa de sustancia considerada De las anteriores relaciones es fácil inferir que al aumentar la masa de una sustancia, se aumenta su capacidad calorífica ya que aumenta la inercia térmica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura. Un ejemplo de esto se puede apreciar en las ciudades costeras donde el mar actúa como un gran termostato regulando las variaciones de temperatura. LA SIGUIENTE TABLA MUESTRA EL CALOR ESPECÍFICO DE ALGUNAS SUSTANCIAS

PLANTEAMIENTO FORMAL DE CAPACIDAD CALORÍFICA Sea un sistema termodinámico en el estado A. Se define la capacidad calorífica C , asociada a un proceso cuasiestático elemental c que parte de A y finaliza en el estado Bcomo el límite del cociente entre la cantidad de calor Q absorbido por el sistema y el incremento de temperatura ΔT que experimenta cuando el estado final B tiende a confundirse con el inicial A.

Según el autor Sancho " otro resultado que se obtiene a partir de la ecuación (4.1a) es la razón de como varia la capacidad calorífica al modificar una variable diferente de temperatura. Así, al expresarla junto con la definición de Cv dada por la primera de las ecuaciones (2.37), es posible escribir" (Sancho, 86p.)

Se necesita más energía calorífica para incrementar la temperatura de una sustancia con un alto valor del calor específico que otra con un valor pequeño.

EJEMPLOS: Por ejemplo, se requiere más energía para incrementar la temperatura de un alambre de cobre que para uno de plata de la misma masa. (El cobre posee un calor específico mayor que el de la plata)

Según Urrutia (2004)" la capacidad se soluciones azucaradas como lo es el jugo de caña puede ser determinada por métodos de laboratorio que para el efecto de este estudio son muy complicados, por lo que se toma la siguiente relación". (p17)

CONCLUSION La capacidad calorífica es una propiedad de cada sustancia y siempre es una magnitud positiva, por lo tanto: Si Tf >Ti Q>0 el sistema absorbe calor "se calienta" Si Tf 0 el sistema entrega calor "se enfría" Da la idea de la facilidad que tiene para aumentar su temperatura cuando se le coloca en contacto con otro sistema a mayor temperatura, es decir cuando se calienta, o de disminuir su temperatura cuando se le enfría Las variables que afectan la capacidad calorífica se encuentran la temperatura, la composición y estado de las sustancias, así como de sus impurezas.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA 

CRIADO, Manuel, SANCHO José y VELAZQUEZ, Jou .Termodinámica química. Madrid: Uned, 2013.320pp.



ROLDAN, Juan. Termodinámica: serie universitaria Patria. México: Patria, 2014.240pp.

ISBN: 6074389411 

URRUTIA Cambranes, Yuri. Balance de energía y exergía para el sistema de calentamiento de jugo en un ingenio de azúcar. Tesis (Ingeniero químico).Guatemala: : Universidad San Carlos de Guatemala, facultad de ingeniería,2004.118pp.