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2013

Calorimetría

Apuntes y Cálculos

Aula Digital

Ing. Gustavo Serna P

Calorimetría

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CALORIMETRÍA Cuando hablamos de calor a menudo lo confundimos con temperatura, para enfatizar la diferencia

entre estos dos conceptos tomemos el siguiente ejemplo:

Si se tienen 2 recipientes a la misma temperatura conteniendo 1 y 2 litros de agua respectivamente

podemos hacernos la siguiente pregunta

¿Cuál de los dos recipientes se enfría más rápido?

La respuesta es que el recipiente de 1 litro se enfría primero debido a que posee menor cantidad

de calor que el de 2 litros; dicho de otra manera el calor depende de la masa y la temperatura no.

Cada vez que dos masas sea de líquidos solidos o gases se ponen en contacto se establece

transferencia de calor; el calor fluye de la masa más caliente a la más fría y al final del proceso

encontramos que la masa más caliente se ha enfriado y la masa más fría se caliento.

Para calcular la cantidad de calor necesario para calentar cierta cantidad de masa o también para

calcular la temperatura final de una mezcla de dos masas se utiliza la formula

Q = mc (Tf - T0)

Dónde:

Q es cantidad de calor en Kcal, BTU o Kwhr

M es la masa Kg

C es calor específico Kcal/(Kg °C)

Tf es la temperatura final °C

T0 es la temperatura inicial °C

A continuación veremos algunos ejemplos

Ejemplo 1

Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 litro de agua desde 17°C

hasta 45°C

Datos

m = 1Kg (debido a que la densidad del agua es 1Kg/litro)

c = 1 Kcal/(Kg °C)

Tf =45 °C

T0=17 °C

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Q=?

Solución

Vamos y reemplazamos los datos

Ejemplo 2

Hallar la potencia de un quemador que caliente el agua del ejemplo 1 en 5 minutos.

Datos

Q=28Kcal

T=5 Minutos

Potencia=?

Solución:

El concepto de potencia es energía/tiempo por lo tanto la potencia de dicho quemador será:

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Debemos convertir los minutos a horas

Por ultimo al reemplazar horas por minutos obtengo

Ejemplo 3

Se mezclan 2,5 litros de agua (densidad=1 Kg/litro y c=1Kcal/Kg K) a 20ºC y 3 litros de agua

(densidad 1,05 Kg/litro y c=0,924 Kcal/Kg K)) a 35ºC. Calcular la temperatura final de la mezcla.

Datos

m1=2,5 Kg (debido a que la densidad del agua es 1Kg/litro)

T1=20 °C= 293 K

c1= 1 Kcal/Kg K

m2=3,15 Kg (debido a que la densidad del agua es 1,05 Kg/litro)

T2=35 °C= 308 K

c2= 0,924 Kcal/Kg K

Tf=?

Análisis

Al mezclar una de las masas se calienta y la otra se enfría; por lo tanto la masa más caliente cede

calor y la más fría absorbe calor; además el calor cedido (signo negativo) es igual al calor

absorbido.

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Solución

Finalmente al despejar Tf obtenemos