02 f1 calor 2014 - 1
Post on 19-Oct-2015
117 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
1/28
Calorimetra
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
2/28
ObjetivosDiferenciar los efectos de calor sensible y
calor latente.Calcular las magnitudes de estos en
procesos de transferencia de calor.
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
3/28
Calor
A B
A B
A B
A BQ
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
4/28
Calor
Energa en transito de un cuerpo a otro
exclusivamente por diferencia de temperaturas.
Los cuerpos no almacenan calor sino energainterna.
80C 15C -9Ccalor
calor
calor
calor
1 BTU = 252 cal = 0,252 kcal
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
5/28
Energa interna (U) Es la energa interna total de un cuerpo, es
decir, la suma de las energas moleculares:
cintica y potencial.
U = f(T)
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
6/28
Unidades del calor
1 g
agua
Q
1 BTU = 252 cal = 0,252 kcal
1kg
agua
Q
1 lb
agua
Q
63F
64F1F
Calora(cal)
Kilocalora(kcal)
British ThermalUnit (BTU)
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
7/28
Joule utiliz una rueda conpaletas (las cuales estndentro de un cilindro conagua), conectadas a un
conjunto de poleas, conpesos en sus extremos.
De esta manera, al caerlos pesos, las paletas
giran. Este giro de las paletas
hace que la temperaturadel agua se incremente.
El equivalente mecnico del calor
Energa trmica = trabajo mecnico
1 BTU = 778 lb-pie
1 cal = 4,186 J
1 kcal = 4,186 kJ
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
8/28
Equivalente mecnico del
calor por un mtodoelctrico
AV
Agitador
termmetro
Resistencia
1 calora = 4,186 J
Energa trmica = trabajo elctrico
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
9/28
Capacidad calorfica (C)
Cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura de una
unidad de masa.
Calor necesario que se debe entregar o sustraer a un sistema paramodificar su temperatura en un grado
T
QC
Q
Tm
Qc
Unidades:
cal/C, kcal/C, BTU/F
Unidades: cal/g.C, kcal/kg.C, BTU/lb.F
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
10/28
Calor especifico (c)
Cantidad de calor necesario para aumentar la
temperatura de una unidad de masa.
Es una propiedad del material
Tm
Qc
Unidades: cal/g.C, kcal/kg.C, BTU/lb.F
TcmQ Cantidad de calor liberado oabsorbido por un cuerpo
Calor Ganado = Calor Perdido
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
11/28
Ejemplo 1
Determinar la energa calorfica requerida
para elevar la temperatura de 0,5 kg de
agua en 3C.
TcmQ
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
12/28
Ejemplo 2Un cuerpo, cuyo calor especifico es de 5
cal/gC, se enfra de 17 a 14C, si la masa
del cuerpo es 100 g. Qu cantidad de calor
habr cedido?
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
13/28
Calorimetra Determinacin del calor especifico de slidos y
lquidos.
Termmetro
Recipiente
aislado
Materialcaliente
Agua fra
X
)T.(T.cmTTcmTTcm ifcalcalifaguaaguafmXX
Calor Ganado por el
material
=
Calor ganado por el agua
+
Calor ganado por el
calormetro
Qm Qcal + Qliq
Tcal=Tliq=TiTm Tf
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
14/28
Ejemplo 3
Un trozo de metal de 0,05 kg se calienta a 200C,despus se coloca en un recipiente que contiene 0,4 kgde agua inicialmente a 20C. Si la temperatura final deequilibrio del sistema mezclado es de 22,4C, encuentre
el calor especifico del metal.
agua20C
O,05 kg
O,4 kg
200C
22,4C
22,4C
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
15/28
Ejemplo 4
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
16/28
Slido
Lquido
Gas
Vaporizacin
Fus
in
Solidificacin
Condensaci
n
Cambio de fasede una
sustancia
Fusin
Vaporizacin
Condensacin
Solidificacin Sublimacin
S
ublimacin
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
17/28
Punto triple del agua
Gas
LquidoSlido P.T.
0,01C
0,00624 bar
P
T
Coexisten 3fases
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
18/28
Calor latente (L)
Es la energa trmica que debe absorberse o liberarse para
que una sustancia cambie de estado o fase.
Calor latente de fusin = Calor latente de solidificacin.
Calor latente de vaporizacin = Calor latente de
condensacin
Unidades: (kcal/kg) (J/kg)
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
19/28
Calor latente
hielo a 0C agua a 0C agua a 100C vapor a 100C
Q2= m . L f Q4= m . L vm = masa (g)L f= Calor latente de
fusin (cal/g)L v= Calor latente de
vaporizacin (cal/g)
m = masa (g)
L f= 80 L v=540
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
20/28
Calor sensible Es la energa trmica que debe
absorberse o liberarse para que una
sustancia aumente o disminuya su
temperatura.
Unidades: (kcal), (J)
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
21/28
Calor sensiblevapor
100C
vapor
120C
agua
100C
hielo
0C
agua
0C
hielo
-20C
Q1= m.chielo.(TfTi) Q3= m.cagua.(TfTi) Q5= m.cvapor(TfTi)
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
22/28
Ejemplo 5
Se tiene un recipiente aislado con 1 litro
de agua a 25C que se quiere enfriarhasta 4C. Averigua cuntos cubitos de
hielo a 20g cada uno habr que aadir al
agua, sabiendo que se extraen de uncongelador a -10C.
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
23/28
Ejemplo 6
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
24/28
Ejemplo 7
Calcular el calor necesario para convertir
un bloque de hielo de 1g a -30C a vapor
de agua a 120C.
P atmosfrica = 1 bar
m
-30C
hielo
m
0C
liquido
m
0C
hielo
100C
m
liquido
m
100C
vapor
120C
m
vapor
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
25/28
Grfica de la temperatura contra la energa trmica
aadida cuando 1 g inicialmente a 30C se convierte
en vapor a 120C.
Hielo
Hielo + aguaAgua
Agua +
vapor
Vapor
62.7 396.7 815.7 3076-30
0
50
100
T(C)
A
B
C
D
E
Se
calienta
el hielo
Se funde
el hielo
Se
calientael agua
Se
evapora
el agua
Secalienta
el vapor
120
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
26/28
Parte A.Q1= miciDT= (1x103
)(2090)(30) = 62.7 J
Parte B.Q2= mLf= (1x103)(3.33x105) = 333 J
Parte C.Q3= mwcwDT = (1x103)(4.19x103)(100.0) = 419 J
Parte D.Q4= mLv= (1x103)(2.26x106) = 2.26x103J
Parte C.Q5= mscsDT = (1x103)(2.01x103)(20.0) = 40.2 J
Total = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5= 3114.9 J
http://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.html
http://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.htmlhttp://www.educaplus.org/play-261-Curva-de-calentamiento-del-agua.html -
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
27/28
Se instalan resistencias elctricas en serie en calormetros de capacidad
calorfica despreciable que contienen 500 g de aceite y 300 g de hielo a
-20C. Al pasar la corriente y disipar calor el aceite se incrementa en 50C
su temperatura en un intervalo de 5mt y el hielo se derrite totalmente. luego
de 6mt Hallar el calor especfico del aceite lubricante.
Ejemplo 8
I I I
t1 t2
Qa
Qa=mCe(t2-t1)
Qa=500Ce(50)
-20C 0C
Q1
Qf
Qh= Q1 + Qf
Qh= mhCe(20) + 300.Lf
Qh= 300(0.5)(20) + 300.Lf
Qh= 2700cal
-
5/28/2018 02 F1 Calor 2014 - 1
28/28
Debemos recordar que en fsica el flujo es la cantidad de calor
suministrado en un tiempo determinado
Flujo (a) = Flujo(h)
Flujo = f = Q/t
25000Ce/5 = 27000/6
Ce = 0.9 cal/g C
top related