La energía térmica se manifiesta en la temperatura y se transfiere a través del calor. El calor puede causar cambios de temperatura o de estado de agregación como sólido, líquido o gas. Los gráficos de calor vs temperatura permiten estudiar cómo los sistemas ganan o pierden calor y cómo esto afecta su temperatura o estado. La cantidad de calor requerida para cambiar la temperatura o estado depende de propiedades como el calor específico y el calor latente.

1. Una de las múltiples formas en las cuales se presenta la energía es la energía térmica. Esta se manifiesta en la
temperatura y encuentra su justificación en los movimientos vibratorios de cada una de laspartículas (átomos y
moléculas) que componen un material o sustancia.
El calor es una transferencia de energía. Un cuerpo, al absorber o ceder “calor” (en realidad, energía
térmica) puede variar su temperatura o cambiar su estado de agregación (sólido, líquido o gas), según la
temperatura que se encuentre inicialmente y dependiendo también de la sustancia que lo compone.
En este recorrido estudiaremos estos fenómenos vistos desde una perspectiva cuantitativa
(numérico) nuestro estudio de la calorimetría.
Análisis inicial
“Cuando una sustancia recibe o libera una cierta cantidad de calor, puede cambiar su temperatura”.
Partiendo de esta premisa, las dos variables en estudio son el calor (ganado o cedido) y la temperatura.
Estableciendo la relación de causalidad (causa- consecuencia) se ve que la temperatura cambia como
consecuencia de la ganancia o pérdida de calor. Por este motivo se define a la temperatura como la
variable dependiente (depende del calor) y al calor como la variable independiente (NO depende de la
temperatura).
Estas magnitudes deben estar indicadas en los ejes del gráfico, acompañadas de las respectivas
unidades, o sea:

2. ¿Cuál es el contenido de estos gráficos?
Estos gráficos permiten estudiar la evolución de un sistema en el cual hay ganancia o pérdida de calor. En
este sentido, un cuerpo o sistema que gana o pierde calor puede experimentar dos posibles cambios:
➔ En primer lugar, puede haber una variación en el valor de la temperatura. La relación es directa e
incluso intuitiva. Al recibir calor una sustancia incrementa su temperatura y al perder calor una
sustancia disminuye su temperatura. Esto ocurre siempre que la sustancia en cuestión NO se
encuentre en un cambio de estado.
➔ En el caso en el que la sustancia se encuentre en un cambio de estado, esta utiliza el calor ganado
o perdido en cambiar su estado de agregación sin que haya una variación de la temperatura. Esta
es una de las características de los cambios de estado.
Veamos un caso como ejemplo:
Inicialmente la sustancia en estudio que no ha recibido ni
perdido calor (0 Cal), tiene una temperatura de 82 ºC.
En la evolución del proceso se puede ver que al ganar 1620 Cal
aparece como consecuencia un incremento de temperatura
desde los 82ºC hasta los 232 ºC.
En un segundo tramo se puede observar que, al recibir calor,
una sustancia mantiene un valor fijo de temperatura (232ºC).
Esto es indicador de esta etapa se trata de un cambio de
estado, permitiendo ver además un dato de suma importancia
que es la temperatura de cambio de estado (fusión/
solidificación o vaporización/ condensación).
El análisis adecuado del gráfico implica comprender la relación entre las variables, identificar las zonas del
gráfico en las cuales hay incremento o disminución de temperatura e identificar los cambios de estado con
las temperaturas de cambio de estado.

3. Calor específico y calor latente.
Calor específico (C):
Se define como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su
temperatura en un grado centígrado. Para el caso particular del agua C tiene un valor aproximadamente
1 cal/ (g. ºC) ó 4186 J/(kg. K).
En el siguiente gráfico se pueden ver los valores de calor específico de distintas sustancias en dos
posibles sistemas de unidades.
Calor latente:
Se define como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que cambie
de estado. Su valor depende de cuál de los cambios de estado está experimentando la sustancia en
cuestión. Así, para cada sustancia existe un calor latente de fusión (Lf) y un calor latente de vaporización
(Lv).
En el siguiente gráfico se pueden ver los valores de calor latente de fusión y vaporización (Lf y Lv) de
distintas sustancias acompañados de su correspondiente temperatura de cambio de estado.

4. Ejemplo de Cálculo cantidad del calor.
¿Cuántas calorías requiere un bloque de hielo de 4000 g a –20°C para pasar al estado líquido a 40ºC?
Para empezar, es necesario identificar las etapas de la transformación del hielo a -20ºC a agua líquida a
40ºC. Estos son:
● Calentamiento del hielo desde -20ºC hasta la temperatura de fusión que para el caso del agua es
0ºC.
● El cambio de estado desde hielo a 0ºC hasta agua líquida a 0ºC (hay que recordar que los cambios
de estado ocurren sin cambio de temperatura)
● El calentamiento del agua líquida desde 0ºC hasta los 40ºC
Esto implica que para conocer el resultado final es necesario calcular el calor implicado en los tres pasos
por separado y así, finalmente calcular el calor total del proceso mediante la suma del calor de cada uno
de los pasos.
En este punto se selecciona la ecuación adecuada para cada paso, o sea:
Q= C.m.(Tf-To) Para los pasos con cambio de temperatura (pasos 1 y 3)
Q= L.m Para el paso 2 que implica un cambio de estado.
Q total= Q1+Q2+Q3

5. Q total= 520 KCal
Q total= 40 KCal + 320 KCal + 160 KCal
En caso de que el proceso progresara hasta agua a una temperatura mayor o a vapor de agua, sería
necesario sumar el calor de los pasos faltantes.
Nuestro estudio de la calorimetría llega hasta la evaporación completa de una sustancia. Los gases
cuentan con propiedades particulares y manifiestan fenómenos específicos distintos a otros estados de
agregación.