Equivalente Mecnico Del Calor

Equivalente Mecnico Del CalorEquivalente mecnico del calorhace referencia a que elmovimientoy elcalor son mutuamente intercambiables, y que en todos los casos, una determinada cantidad detrabajopodra generar la misma cantidad de calor siempre que el trabajo hecho se convirtiese totalmente en energa calorfica. El equivalente mecnico del calor fue un concepto que tuvo un papel importante en el desarrollo y aceptacin del principio de laconservacin de la energay en el establecimiento de la ciencia de latermodinmicaen el siglo XIX.En el siglo XIX,Jouleide un experimento para demostrar que el calor no era ms que una forma de energa, y que se poda obtener a partir de la energa mecnica. Dicho experimento se conoce como experimento de Joulepara determinar elequivalente mecnico del calor.NOTA: Una calora es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua destilada desde 14.5C a 15.5C..Con su experimento, Joule se propuso demostrar que se poda elevar la temperatura del agua transfirindole energa mecnica. El aparato que emple se muestra en la siguiente figura. En el interior de un recipiente se introduce 1 kg de agua a 14.5 C.

Al recipiente se le acoplan unas paletas conectadas mediante una cuerda con una masa que puede caer. Conforme la masa cae a velocidad constante, las paletas giran, por lo que se convierte laenerga potencial gravitatoriade la masa en energa para hacer girar las paletas. Debido a este giro, el agua aumenta de temperatura (el giro de las paletas se transforma en calor).

Lo que encontr Joule fue que, para elevar la temperatura del kilogramo de agua hasta 15.5C (es decir, para conseguir una energa de 1000 caloras), la energa potencial de la masa deba disminuir en 4180 Julios. Por tanto, la equivalencia entre unidades de calor y energa es:

4180 J = 1000 cal = 1kcal -----1 cal = 4.18 J

Ejercicio

Qu cantidad de calor ser necesario para realizar un trabajo de 8 kW.h?

Datos : E = 8 kW.h ------ 8000 W.h

1 W.h ---- 3600 J

8000 W.h x = (8000 W.h)(3600 J)/(1 W.h )E=28800000 J

1 J = 0.239 cal28800000 E= (0.239cal)(28800000J)/(1J)

E= 6883365 cal