CLASE Nº 24
Calor, mezclas y cambios de
fase
1
OBJETIVOS
Al término de la unidad, usted deberá:
1. Establecer el equilibrio térmico de una
mezcla.
2. Reconocer las diferentes fases de la
materia.
3. Aplicar los conceptos de calor específico
y calor latente a problemas.
4. Comprender los fenómenos del roce y el
calor.
2
CALOR



CALOR: Es una manifestación de la energía
provocada por choques moleculares.
De un cuerpo que gana energía por este mecanismo de
choques moleculares se dice que absorbe calor; del que
pierde energía decimos que desprende calor.
Unidades para calor
S.I.: (Joule), C.G.S.: (Ergios). Pero suele expresarse en
Calorías, donde 1(cal) = 4.18 (joule).
3
MATERIALES Y CALOR


CAPACIDAD CALÓRICA (C): Es
la relación entre el calor absorbido
o cedido (Q) por un material y la
variación de temperatura (T) que
éste experimenta.
CALOR ESPECÍFICO (c): Es
característico de cada material y
corresponde a su capacidad
calórica por unidad de masa (m).
C
c
Q
T
Q
m·  T
4
EJERCICIO Nº 1

La capacidad calórica de un cuerpo de 200 [g]
de masa que aumenta su temperatura en 40
[°C] cuando le suministran 4.000 [cal] es:
a) 2.000
b) 200
c) 100
d) 83,68
e) 0,5
[cal g/°C]
[cal/g]
[cal/°C]
[J/g]
[cal/g°C]
C
Aplicación
5
EJERCICIO Nº 2
Si el calor específico del acero es 0,12 [cal/g°C],
la cantidad de calor necesaria para que 400[g]
de acero pasen de 20 [°C] a 100 [°C] es:
A) 3.840
B) 5.350
C) 4.520
D) 4.800
E) 5.350
[cal]
[cal]
[cal]
[cal]
[cal]
A
Aplicación
6
EQUILIBRIO TÉRMICO
Al poner en contacto dos cuerpos de distinta
temperatura, se produce una transferencia de
energía calórica, desde la de mayor temperatura
(cede energía) hacia la de menor temperatura
(absorbe energía). Finalmente, se produce el
equilibrio térmico, cuando ambos cuerpos se
encuentran a igual temperatura.
7
PRINCIPIO CALORIMÉTRICO
DE LAS MEZCLAS
Al poner en contacto dos cuerpos
diferente temperatura, se cumple que:
Q cedido
m 1  c 1  T1  Teq 


a
Q absorbido
m 2  c 2  Teq  T 2 
Principio de Regnault: El calor cedido por
los cuerpos de mayor temperatura es igual
al absorbido por los de menor temperatura,
hasta alcanzar el equilibrio térmico.
8
EJERCICIO Nº 3

Al combinar 200 [g] de agua a 20 [°C] con
300 [g] de alcohol (c = 0,66 [cal/g°C]) a 50
[°C], se obtiene una temperatura aproximada
de la mezcla de
a) 15 [°C]
b) 35 [°C]
c) 45 [°C]
d) 60 [°C]
e) 75 [°C]
B
Aplicación
9
FASES DE LA MATERIA
Sublimación
Fusión
Solidificación
Ebullición
Condensación
10
EJERCICIO Nº 4

Un trozo de naftalina “desaparece” en el
interior de un armario. El cambio de fase se
denomina
a) fusión.
b) solidificación.
c) vaporización.
d) condensación.
e) sublimación.
E
Comprensión
11
CALOR LATENTE (L)
Se denomina calor latente (L) a la
cantidad de calor (Q) por unidad de
masa (m) que se debe ceder o extraer a
una sustancia en su punto crítico, para
que cambie totalmente de fase.
L 
Q
m
Unidades para calor Latente
S.I.: (Joule/kilogramo),
pero suele expresarse en
(caloría/gramo)
12
LEYES DEL CAMBIO DE FASE

Durante el cambio de fase la temperatura
del elemento permanece constante.

A una determinada presión, la temperatura
a la que se produce el cambio de fase
(punto crítico), tiene un valor bien
determinado para cada sustancia.

El calor aplicado a un elemento en el punto
crítico para cambiar su estado es el mismo
que para revertirlo.
13
ROCE Y CALOR
Cada vez que frotamos dos
superficies entre sí se produce
fricción o roce entre ellos,
disipando calor. Esto se debe
a que interactúan entre sí
los electrones de cada una
de las superficies en
contacto, produciendo
interacciones de tipo
electromagnético. La energía
así disipada se manifiesta en
calor.
14
EJERCICIO Nº 5
Un trozo de azufre, de masa 200 (g), se
encuentra a una temperatura de 119 (ºC). Si
se le suministran 650 (cal), ¿qué masa de
azufre se fundirá? (L=13 (cal/g)). El punto de
fusión del azufre es 119 (ºC)
a) 25 (g)
b) 50 (g)
c) 60 (g)
d) 100 (g)
e) 200 (g)
B
Aplicación
15
EJERCICIO Nº 6

¿Qué cantidad de calor se debe suministrar a
100 g de hielo a 0º para que se transformen en
agua a 20º C? (Lf = 80 cal/g)
a) 2.000 cal
b) 8.000 cal
c) 10.000 cal
d) 12.000 cal
e) 20.000 cal
C
Aplicación
16
SÍNTESIS DE LA CLASE
Calor
Produce
Cambios de fase
Si se agrega calor
Si se extrae calor
Se puede lograr
Cambio de
temperatura
Fusión
Hasta lograr
Ebullición
Solidificación
Sublimación
Condensación
Se puede lograr
Equilibrio térmico
17
¿QUÉ APRENDÍ?




A establecer el equilibrio térmico de una
mezcla.
A reconocer las diferentes fases de la
materia.
A aplicar los conceptos de calor
específico y calor latente a problemas.
A comprender el roce y el calor.
18
Descargar

CLASE 24(Calor y Temperatura2)