Este documento presenta una introducción a la calorimetría y proporciona ejemplos de cálculos de calor involucrados en procesos como calentar agua y mezclar masas a diferentes temperaturas. Explica que la calorimetría se ocupa de la cantidad de calor transferido durante estos procesos y no de la temperatura. También presenta la fórmula Q=mc(Tf-T0) para calcular la cantidad de calor necesaria para cambiar la temperatura de una masa y resuelve ejemplos numéricos utilizando esta f

1. Ing. Gustavo Serna P
Calorimetría
Apuntes y Cálculos
Aula Digital
2013
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2. Calorimetría
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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3. Calorimetría
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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4. Calorimetría
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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5. Calorimetría
Solución
Finalmente al despejar Tf obtenemos
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