Buenas tardes comunidad, un saludo y abrazo fraterno, en esta oportunidad vamos a estudiar un poco los conceptos de Calor especifico, Calor sensible y Calor latente, los cuales son fundamentales para entender el funcionamiento de los sistemas de refrigeración.
CALOR ESPECÍFICO:
Es la cantidad de energía necesaria para producir un cambio de una unidad de temperatura a una unidad de masa. En el sistema británico es la cantidad de energía en BTU necesaria para producir el incremento de un grado Fahrenheit, a una libra de masa.
El calor específico en general varia con el rango de temperaturas, pero para líquidos y solidos su cambio es muy pequeño, por lo cual para fines prácticos se asume que es constante su valor. Esta situación no ocurre durante el cambio de fase de una sustancia o en su fase de vapor, donde los cambios son considerables.
Una vez entendido este concepto, ya podemos calcular la cantidad de calor que debemos adicionar o extraer para cambiar la temperatura de un cuerpo o sustancia. De acuerdo a la definición de calor especifico podemos expresar:
Q= mc(T2-T1).
Q= cantidad de energía en BTU.
m= masa de un cuerpo en libras.
c= calor especifico en BTU/ LbºF
T1=Temperatura inicial medida en ºF.
T2=Temperatura final medida en ºF.
Si en la ecuación anterior sustituimos m por el flujo de masa (m*), calcularíamos el flujo de energía necesario para lograr una condición dada de temperatura, ejemplo:
Calculemos cuanta energía requerimos para elevar la temperatura de 20 lb de agua (9,07 kg) de 80 ºF (26,7 ºC) a 190ºF (87,8 ºC). Aplicando la ecuación, determinamos:
m= 20 lb
c= 1 BTU/ LbºF.
T1= 80 ºF.
T2= 190 ºF.
Q= 201(190-80)=20*(110)= 2.200,00 BTU.
c= 1 BTU/ LbºF.
Para poder definir el calor sensible y latente debemos conocer los estados de la materia. Esta puede estar en tres estados; sólido, líquido y gaseoso, los cuales presentan las siguientes características:
Estado Solido: está determinado por la corta distancia entre sus moléculas como consecuencia de las fuerzas de atracción y a la fuerza de la gravedad. Su estructura molecular es rígida y el movimiento de sus moléculas está limitado al tipo vibratorio. Debido a esto tiende a conservar su forma y tamaño, son prácticamente incomprensibles , y ofrecen mucha resistencia a cualquier efecto que pretenda cambiar su forma, adicionalmente su energía potencial interna es pequeña.
Estado Líquido: está caracterizado por una mayor distancia de separación entre sus moléculas en comparación con la fase sólida. Su estructura molecular es menos restrictiva y permite la libertad de movimiento entre las moléculas. Debido a esto su forma y tamaño se adaptan al recipiente que lo contienen. Son prácticamente incomprensibles, pero su energía interna es mayor con respecto a la fase sólida.
Estado gaseoso: está definido por una mayor distancia de separación entre sus moléculas en comparación con la fase liquida. Su estructura molecular es prácticamente libre, poseen la cantidad de energía necesaria para vencer todas las fuerzas de restricción. Su energía cinética es alta, son compresibles, su forma y tamaño se adaptan al recipiente que lo contienen, y si este no está sellado, el fluido escapará al ambiente circundante.
Una vez que entendemos las fases en que puede existir una sustancia, definimos:
Calor sensible: es la cantidad de energía que causa una variación en la temperatura de una sustancia. Hay calor sensible de acuerdo a cada fase de una sustancia, es decir; existe calor sensible de un sólido, líquido y gas.
Calor latente: es la cantidad de energía que ocasiona que se produzca un cambio en la fase de una sustancia. De esta forma existen: calor latente de fusión (cambio de solido a liquido o viceversa), y calor latente de vaporización (cambio líquido a gas o viceversa).
