1.10 Equivalente Mecanico del Calor

Curso de Física en CD-R
Notas de Clase
Ing. Alfonso Cuervo Cantón.
Joule: equivalente mecánico del calor.
Muchos aparatos eléctricos transforman la energía eléctrica en energía térmica; por ejemplo: los
focos, tostadores de pan y secadoras de pelo.
El científico inglés James Joule (1818-1889), determinó el equivalente mecánico del calor y
estudió cuantitativamente la conversión de la energía eléctrica en energía térmica. En una serie de
experimentos hizo variar la resistencia de los conductores, la intensidad de la corriente eléctrica, el
tiempo que circulaban las cargas, etc., y estableció la relación que existe entre estas magnitudes y
la energía térmica generada.
Encontró que la cantidad de energía térmica (E) que produce una corriente es proporcional al
cuadrado de la intensidad: E a l 2
La energía es equivalente al trabajo que produce y que se usan las mismas medidas para
representar energía y trabajo: E = W.
El calor es una forma de energía que se le proporciona o se le resta a un cuerpo. Esto se detecta
mediante un aumento o una disminución en la temperatura. El calor fluye naturalmente del cuerpo
caliente al cuerpo frío.
La unidad de calor se determinó con base en las propiedades del agua y se denominó caloría
(derivado del antiguo concepto del calórico). Esta unidad continúa en uso y se define así:
Una caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado Celsius (°C) la
temperatura de un gramo de agua (de 14.5 oC a 15.5 oC a la presión de una atmósfera).
Los métodos para determinar unidades de calor se han perfeccionado al relacionarlos con la
energía. En el Sistema Internacional de Unidades (SIU) se mide la energía por medio del joule (j),
el cual se define como:
El producto de fuerza por distancia, donde fuerza se mide en newtons y distancia en metros.
A través de experimentos se ha comprobado que para elevar un grado Celsius la temperatura de
un gramo de agua, se necesita transferir 4.2 j de energía mediante trabajo mecánico. Por tanto,
una caloría produce el mismo incremento de temperatura en un gramo de agua que cuando se
realiza en ella un trabajo de 4.2 j, ya que en ambos casos se transfiere la misma cantidad de
energía. Esta igualdad se conoce como equivalente mecánico del calor: 1 cal = 4.2 j.
Recuerda que estas notas son complemento de tu clase y no sustituyen a las que en clase debas tomar
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