EJEMPLOS PARA CALCULAR LA ENERGÍA TÉRMICA

Para calcular la energía térmica necesaria para cambiar la temperatura de una sustancia, podemos usar la fórmula:

$�=metro⋅�⋅Δ�$

donde:

• $�$es la cantidad de energía térmica (en julios),
• $metro$es la masa de la sustancia (en kilogramos),
• $�$es el calor específico de la sustancia (en julios por kilogramo por grado Celsius),
• $Δ�$es el cambio de temperatura (en grados Celsius).

Ejemplo 1: Calentamiento de agua para una taza de té

Supongamos que queremos calentar 250 ml de agua (aproximadamente 0,25 kg, ya que la densidad del agua es de 1 kg/L) de 20°C a 100°C para hacer té. El calor específico del agua es aproximadamente 4.186 J/g°C (o 4186 J/kg°C para usar las unidades correctas aquí).

$�=0,25 kg⋅4186 J/kg°C⋅(100°�−20°�)$ $�=0,25⋅4186⋅80$ $�=83720 j$

Ejemplo 2: Enfriamiento de una barra de hierro

Consideremos una barra de hierro con una masa de 1 kg que queremos enfriar de 150°C a 25°C. El calor específico del hierro es de aproximadamente 449 J/kg°C.

$�=1 kg⋅449 J/kg°C⋅(25°�−150°�)$ $�=1⋅449⋅(−125)$ $�=−56125 j$

El signo negativo indica que la energía térmica se libera del hierro al ambiente.

Ejemplo 3: Calentar aceite en una freidora

Si tenemos 2 kg de aceite de cocina en una freidora y queremos aumentar su temperatura de 25°C a 180°C, y el calor específico del aceite es aproximadamente 2000 J/kg°C.

$�=2 kg⋅2000 J/kg°C⋅(180°�−25°�)$ $�=2⋅2000⋅155$ $�=620000 j$

Estos ejemplos demuestran cómo se utiliza la fórmula para calcular la energía térmica necesaria en diferentes contextos prácticos, desde preparar alimentos hasta procesos industriales y cambios de estado físico de materiales.