Calcular el calor: Q = m · c · ΔT
Escribe tres de los cuatro datos. Por defecto el calor específico es el del agua (4186 J/kg·K). ΔT es la temperatura final menos la inicial: negativa si se enfría.
En resumen
El calor necesario para cambiar la temperatura de un cuerpo es Q = m · c · ΔT: masa, calor específico y diferencia de temperatura. Calentar 1 kg de agua de 20 °C a 100 °C requiere Q = 1 · 4186 · 80 = 334.880 J, unos 335 kJ u 80 kcal.
Calor y calor específico
El calor específico c es la energía que necesita 1 kg de una sustancia para subir 1 °C (o 1 K, que para diferencias es lo mismo). El agua tiene uno de los más altos: cuesta mucho calentarla y tarda en enfriarse, por eso el mar suaviza el clima de la costa.
- Q: calor, en julios (J). 1 kcal = 4186 J.
- m: masa, en kg.
- c: calor específico, en J/kg·K (agua: 4186).
- ΔT: cambio de temperatura, final menos inicial, en °C.
Ejemplos resueltos
Calentar 0,25 kg de agua de 20 °C a 100 °C para un té
Q = 0,25 · 4186 · 80 = 83 720 J ≈ 20 kcal.
Probar este ejemplo¿Cuánto se calientan 5 kg de agua con 418 600 J?
ΔT = 418 600 / (5 · 4186) = 20 °C.
Probar este ejemploCalores específicos (J/kg·K)
| Agua | 4186 |
|---|---|
| Hielo | 2090 |
| Vapor de agua | 2010 |
| Aceite de oliva | 1970 |
| Aire | 1005 |
| Aluminio | 897 |
| Vidrio | 840 |
| Hierro | 450 |
| Cobre | 385 |
| Plata | 235 |
| Plomo | 129 |
Atención: esta fórmula vale mientras no haya cambio de estado. Para fundir hielo o hervir agua hace falta además el calor latente.
Un poco de historia
Joseph Black distinguió hacia 1760 entre la temperatura y la cantidad de calor, e introdujo el calor específico. Hasta el siglo XIX se creía que el calor era un fluido invisible, el «calórico»; James Prescott Joule demostró en la década de 1840 que es una forma de energía, y por eso la energía se mide en julios.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del calor?
Q = m · c · ΔT: la masa por el calor específico por la variación de temperatura. Calentar 2 kg de agua (c = 4186 J/kg·°C) de 20 a 100 °C necesita Q = 2 · 4186 · 80 = 669 760 J.
¿Cómo se calcula el calor necesario para calentar algo?
Con Q = m · c · ΔT: masa por calor específico por el cambio de temperatura. Calentar 1 kg de agua de 20 a 100 °C necesita 1 · 4180 · 80 = 334 400 J.
¿Qué es una caloría?
La energía para calentar 1 g de agua 1 °C: 4,184 J. Las «calorías» de los alimentos son en realidad kilocalorías (1 kcal = 4184 J).
¿Da igual usar °C o K para ΔT?
Sí: una diferencia de 1 °C es igual a una de 1 K. Solo importa para temperaturas absolutas.
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