Calor sensible y calor latente

• Concepto de calor: Es aquello que se trasmite entre un sistema y su entorno debido únicamente a una diferencia de temperatura.

• El calor es energía interna en tránsito.

• Durante el proceso no se conoce el calor. La magnitud conocida durante el proceso es la velocidad del flujo de calor Q que es una función del tiempo.

• El concepto de calor esta muy ligado al concepto de temperatura, sin embargo no son lo mismo. 

Calor sensible

Concepto: Se define como la cantidad de calor necesario para elevar en una unidad (por ejemplo 1°C) la temperaturade una unidad de masa (por ejemplo 1 gramo) de una sustancia.

La cantidad de calor es la misma para el calentamiento o enfriamiento. 

Es una propiedad especifica de la sustancia, es decir depende de la composición.

Son transformaciones que no tiene cambio de fase ni composición.

Durante el calentamiento o enfriamiento de una sustancia necesitamos del calor para elevar o disminuir latemperatura (por ejemplo 1°C). Pregunta de examen: calor sensible y calor latente. 

Simbología:

Q = cantidad de calor

m = masa

Δt = variación de temperatura

c= Calor específico 

Unidades:

Son unidades de calor divididas por unidades de masa y divididas por unidades de temperatura. 

Si la masa se expresa en moles usamos la notación C’ (con un apóstrofo) y las unidades son:

• Las dos clases de intercambio de calor más frecuentes: a presión constante y a volumen constante. 
• Hay dos tipos de calor específico: 
•  P constante y a V constante. Se identifican con los símbolos: Cp y Cv

Calor latente

Es la cantidad de energía requerida por una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). 

Unidades 

Si la base sobre la que se expresa la masa es el número de moles, identificamos el calor latente como λ’ y sus unidades son:

El calor latente casi siempre es mayor que el calor especifico y en ciertas excepciones es mucho mayor que el calor específico.

Ejemplo: 

• Calor específico del hielo = 2090 J/(kg·K)
• Calor de fusión del hielo Lf = 334 000 J/kg

La ecuación que permite calcular el calor intercambiado durante un cambio de fase. 

𝑄 = 𝑚 ∙ 𝜆𝑓 

El calor específico se puede expresar en función de latemperatura en forma de serie de potencias, generalmenteun polinomio cúbico:

Valores del agua

Calor especifico, SENSIBLE

• Calor especifico del agua: 1 cal/g°C o 4186 J/kg°C
• Calor especifico del hielo: 0,5 cal/g°C o 2090 J/kg°C
• Calor especifico del vapor: 0,482 cal/g°C o 2020 J/kg°C

Calor latente:

• Calor latente de solidificación: 80 cal/g o 6,01 KJ/mol
• Calor latente de fusión: 80 cal/g o 6,01 KJ/mol
• Calor latente de vaporización: 540 cal/g o 44 KJ/mol

Revisado y publicado por : Maicol Marín Criollo