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¿Qué son las curvas de calentamiento?

Escrito por john brennan | Traducido por nilda diaz
¿Qué son las curvas de calentamiento?

Mientras el agua se evapora, la temperatura permanece constante.

boiling water 2 image by Christopher Hall from Fotolia.com

Mientras se calienta una sustancia como el agua o el hierro, su temperatura se incrementa. Si suministras calor en una tasa constante a un material aislante y gráficas su temperatura respecto del tiempo, obtendrás una curva de calentamiento. Las curvas de calentamiento revelan un par de cosas interesantes sobre cambios de fase, cuando un material cambia de una fase (por ejemplo solido, liquido, gas) a otra.

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Fundición y ebullición

Cuando calientas un material en una tasa constante, su temperatura se incrementará continuamente -- hasta que alcance su punto de fundición, en el cual la temperatura cesará de elevarse hasta que todo el sólido se funda. La misma verdad se mantiene para la ebullición; cuando un liquido alcanza su punto de ebullición, la temperatura del liquido permanece igual mientras más calor es suministrado hasta que todo el liquido se evapore. En consecuencia, las curvas de calentamiento generalmente parecen como un conjunto de escalones, con las partes con pendientes de la gráfica correspondientes a los intervalos entre cambios de fases y las partes planas de la gráfica correspondientes a la ebullición o fundición.

Absorción de calor

Tanto la ebullición como la evaporación son procesos que absorben calor. Es la causa del sudor, por ejemplo; el agua en tu piel absorbe calor hasta que se evapora. Esto también explica porqué la temperatura no cambia una vez que se alcanza la fundición/evaporación hasta que todo el sólido/liquido se ha fundido o evaporado. La cantidad de energía calórica que se necesita para fundir un mol de una sustancia se denomina su calor de fusión, y la cantidad de calor que se necesita para evaporar un mol de un liquido es su calor latente de vaporización.

Capacidad calórica

Entre los cambios de fase, la pendiente de la línea de una curva de calentamiento se denomina su capacidad calórica. La capacidad calórica es solo la cantidad de calor que se necesita para incrementar la temperatura del material en 1 grado Celsius. La capacidad calórica depende de la cantidad de material que tengas -- un océano tiene mayor capacidad calórica que una botella de agua. Con frecuencia, sin embargo, los científicos desean comparar las capacidades calóricas de distintos materiales, entonces usan el calor específico en su lugar.

Calores específicos

Los calores específicos se parecen a la capacidad calórica, excepto que miden la cantidad de calor que se necesita para incrementar la temperatura de 1 mol o 1 gramo de un material en 1 grado Celsius. La caloría es una unidad basada en el calor específico: una caloría es la cantidad de energía calórica que se necesita para incrementar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado Celsius. Los materiales con frecuencia tienen distintos calores específicos en la fase liquida, sólida o gas; el agua, por ejemplo, tiene un mayor calor específico en fase líquida que en la fase de gas. También, los calores específicos no son necesariamente constantes; ellos varían con la temperatura, y si la temperatura tiende al cero absoluto, la capacidad calórica tiende a cero también. Sobre el rango de temperaturas que encontrarás habitualmente, sin embargo, los calores específicos pueden ser generalmente considerados como constantes.

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