La temperatura es una medida de la energía cinética de traslación media de las moléculas de un sistema. El calor se expresa comúnmente en cualquiera de las dos unidades: la caloría, una unidad métrica más antigua, y la unidad térmica británica (Btu), una unidad inglesa comúnmente utilizada en los Estados Unidos. Los científicos expresan el calor en términos del julio, una unidad utilizada para todas las formas de energía.
Cuando se añade calor a una sustancia en estado sólido, las moléculas de la sustancia ganan energía cinética y la temperatura de la sustancia aumenta. La cantidad de calor necesaria para elevar una unidad de masa de la sustancia un grado de temperatura se denomina calor específico de la sustancia. Debido a la forma en que se definen la caloría y el Btu, el calor específico de cualquier sustancia es el mismo en cualquiera de los dos sistemas de medida. Por ejemplo, el calor específico del agua es 1 caloría por gramo por grado Celsius; es decir, se necesita 1 caloría de calor para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado Celsius; también es 1 Btu por libra por grado Fahrenheit.
Cuando un sólido alcanza una determinada temperatura, cambia a líquido. Esta temperatura es una propiedad particular de la sustancia y se llama su punto de fusión. Mientras se produce la transición sólido-líquido, no hay cambio de temperatura. Todo el calor que se añade se convierte en energía potencial interna asociada al estado líquido. La cantidad de calor necesaria para convertir una unidad de masa de una sustancia de sólido a líquido se denomina calor de fusión, o calor latente de fusión, de la sustancia. Al igual que el calor específico, el calor latente también es una propiedad de la sustancia concreta. El calor latente de fusión para la transición hielo-agua es de 80 calorías por gramo.
Después de que una sustancia pasa completamente de sólido a líquido, una nueva adición de calor hace que la temperatura vuelva a aumentar hasta alcanzar el punto de ebullición, la temperatura particular a la que la sustancia dada pasa de líquido a gas. Durante la transición líquido-gas, la temperatura permanece constante hasta que se completa el cambio. El calor de vaporización, o calor latente de vaporización, es el calor que debe añadirse para convertir una unidad de masa de la sustancia de líquido a gas.
- Introducción
- Medidas de calor
- Transferencia de calor
- Estudio y análisis del calor
- Bibliografía