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6.5 Calorimetría 247 Calor especíi co y capacidad caloríi ca El calor especíi co (s) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. Sus unidades son J/g ? 8C. La capacidad caloríi ca (C) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de la sustancia. Sus unidades son J/8C. El calor especíi co es una propiedad intensiva , en tanto que la capacidad caloríi ca es una propiedad extensiva . La relación entre capacidad calo- ríi ca y calor especíi co de una sustancia es C 5 ms (6.11) donde m es la masa de la sustancia en gramos. Por ejemplo, el calor especíi co del agua es 4.184 J/g ? 8C, y la capacidad caloríi ca de 60.0 g de agua es En la tabla 6.2 se muestra el calor especíi co de algunas sustancias comunes. Si conocemos el calor especíi co y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de la muestra (Dt) indicará la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado en un proceso en particular. Las ecuaciones para calcular el cambio de calor están dadas por q 5 msDt (6.12) q 5 CDt (6.13) donde Dt es el cambio de la temperatura: Dt 5 ti nal 2 tinicial La convención para el signo de q es igual que para el cambio de entalpía; q es positivo para procesos endotérmicos, y negativo para procesos exotérmicos. Problema similar: 6.33. Calor específi co Sustancia (J/g ? 8C) Al 0.900 Au 0.129 C (grai to) 0.720 C (diamante) 0.502 Cu 0.385 Fe 0.444 Hg 0.139 Pb 0.158 H2O 4.184 C2H5OH (etanol) 2.46 Calor específi co de algunas sustancias comunes Tabla 6.2 Ejemplo 6.5 Una muestra de 466 g de agua se calienta desde 8.508C hasta 74.608C. Calcule la cantidad de calor (en kilojoules) absorbido por el agua. Estrategia Conocemos la cantidad de agua y su calor especíi co. Con esta información y la elevación de la temperatura, podemos calcular la cantidad de calor absorbido (q). Solución Con la ecuación (6.12) escribimos Verii cación Las unidades g y 8C se cancelan, y queda la unidad kJ deseada. Debido a que el agua absorbe calor de los alrededores, el signo es positivo. Ejercicio de práctica Una barra de hierro cuya masa es de 869 g se enfría a partir de 94°C a 5°C. Calcule la cantidad de calor liberada (en kilojoules) por el metal. (60.0 g)(4.184 J/g ? °C) 5 251 J/°C q 5 ms¢t 5 (466 g)(4.184 J/g ? °C)(74.60°C 2 8.50°C) 5 1.29 3 105 J 3 1 kJ 1 000 J 5 129 kJ
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