Sensible and latent heat/es

Para una sustancia, un gráfico de calor sensible/latente representa la energía de dicha sustancia en un rango de temperaturas. En otras palabras, este gráfico muestra la relación entre la temperatura y la energía interna de la sustancia.

En la gráfica de la derecha, se añade cierta cantidad de energía al hielo. La temperatura del hielo aumenta (se encuentra en el rango sensible) hasta alcanzar los 0 °C (32 °F), momento en el que la sustancia deja de variar su temperatura (se encuentra en el rango latente). Una vez que todo el hielo se ha derretido y la sustancia es agua pura, la temperatura comienza a subir de nuevo y volvemos al rango sensible. Cuando el agua comienza a vaporizarse, la temperatura deja de subir y volvemos al rango latente. La temperatura no aumenta hasta que toda el agua se ha vaporizado, momento en el que el vapor continúa calentándose a medida que se le añade más energía.

Por ejemplo, ¿cuánta energía se necesitaría para enfriar 500 ml de agua a 20 grados Celsius hasta alcanzar los 0 grados Celsius?

• La capacidad calorífica del agua es de 1 caloría/gramo grado C. Utilice Q=mc∆T.
• Entonces, Q = 500 mL * 1 gramo/mL * 1 caloría/gramo °C * (0 °C - 20 °C)
• Por lo tanto, Q es -10.000 calorías, que es la energía necesaria para enfriar el agua a 0 °C.

El calor sensible es, sencillamente, la energía térmica que podemos sentir. Es el calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia. Cuando se añade energía a una sustancia y su temperatura aumenta, se trata de calor sensible. El calor sensible se puede comprender mediante la siguiente ecuación:

Q = mc∆T

Dónde:

• Q es el calor sensible
• m es la masa de la sustancia
• c es la capacidad calorífica específica de la sustancia (este valor se puede consultar en una tabla).
• ∆T es el cambio de temperatura en la sustancia.

La capacidad calorífica es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en una unidad de temperatura. El calor específico se calcula como: capacidad calorífica/masa unitaria. Las unidades de calor más comunes incluyen la BTU (Unidades Térmicas Británicas), que se define como la capacidad de elevar la temperatura de una libra de agua en 1 grado Fahrenheit, y la caloría (cal), que puede elevar la temperatura de un gramo de agua en 1 grado Celsius.

El calor latente (u oculto) es la energía que un sistema absorbe sin que cambie su temperatura. Este tipo de calor se presenta comúnmente en los cambios de fase. Por ejemplo, al derretir hielo, su temperatura no supera los 0 °C (32 °F) hasta que se derrite por completo. De igual manera, al hervir agua, su temperatura no supera los 100 °C (212 °F) hasta que toda el agua ha hervido (en condiciones normales de presión y temperatura).

El calor de fusión de una sustancia es la energía necesaria para fundirla por completo. El calor de vaporización es la energía necesaria para vaporizarla por completo.