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Energía y calor

3. ¿Qué es el calor?

3.5. ¿Cómo se calcula el calor?

Se puede determinar el calor que absorbe o libera un sistema conociendo la temperatura inicial y final del sistema, su masa y el calor específico del material que lo forma. El calor se calcula con la siguiente expresión matemática: 

  ecuación de calor igual a masa por calor específico por variación de temperatura.

Siendo:   Q →  calor absorbido o liberado por el cuerpo

                m → masa del cuerpo

                Ce → calor específico (valor característico para cada sustancia o material)

                ΔT = Tf - Ti → variación de temperatura (temperatura final menos temperatura inicial)

Para tener en cuenta: 

  • si el sistema absorbe energía, la temperatura del cuerpo aumenta, es decir la temperatura final es mayor que la inicial, por lo tanto la ΔT es positiva y el Q es positivo: ΔT > 0 → Q > 0.
  • si el sistema libera energía, la temperatura del cuerpo disminuye, es decir la temperatura final es menor que la inicial, por lo tanto Δt es negativa y el Q es negativo. ΔT < 0 → Q < 0.

Usando la misma ecuación pero operando matemáticamente se pueden determinar las magnitudes masa, calor específico o variación de temperatura, según se desee y dependiendo de los datos experimentales que se tengan.

El siguiente esquema te puede ayudar a calcular la magnitud que corresponda según los datos, también se aclara la unidad de cada una:

La imagen contiene las ecuaciones para determinar el calor, la masa, la variación de temperatura y el calor específico a partir de la ecuación de calor igual a masa por calor específico por variación de temperatura. También se aclara la unidad de medida de cada magnitud.

La tabla a continuación contiene la misma información del esquema en otro formato:

Magnitud

Ecuación

Unidades


Calor (Q)


Q = m . Ce . ∆T

 


J o cal


Calor específico (Ce)



Ce = Q/m.∆T

 


J/g°C o cal / g°C


Masa (m)


 

m = Q/Ce .∆T


g


Variación de temperatura (∆T)


∆T = Q/ m. Ce

 


°C