Las réplicas del experimento de Rumford hechas por James Prescott Joule confirman la hipótesis de:
La relación directa entre la temperatura y el calor.
La relación inversa entre le trabajo y la escala centígrada.
La relación de proporción entre la cantidad de Calor “entendida como el cambio de temperatura” y la cantidad de trabajo.
La relación de proporción entre la cantidad de temperatura “entendida como el cambio de calorías” y la cantidad de trabajo.
Respuestas
Respuesta:
Cerca de medio siglo después James Prescott Joule repetiría los experimentos de Rumford a una escala menor. Comenzó en los años cuarenta del siglo XIX y los repitió durante muchos años, refinando cada vez más sus aparatos y sus técnicas. En todos los casos, cuanto más cuidadoso era más exacta encontraba la proporcionalidad de la cantidad de calor, medida como cambio en la temperatura y la cantidad de trabajo realizado. Como Joule hacía sus experimentos con agua, como el resto de investigadores de la época, asumía que la proporcionalidad que encontraba entre la cantidad de calor producida, simbolizada por la letra Q (Q es un símbolo habitual para el calor) era igual a la cantidad de agua expresada como su masa, m, multiplicada por el cambio (que se simboliza con la letra griega Δ, delta) de la temperatura, T; con lo que llegaba a la expresión: Q = m·ΔT.
Hoy sabemos que la cantidad de calor que corresponde a un determinado cambio de temperatura es diferente para diferentes sustancias (incluso que puede variar con la temperatura). Para tener esto en cuenta en la expresión anetrior basta con introducir una constante c, a la llamaremos calor específico de la sustancia en cuestión. Así, la relación entre calor y cambio de temperatura puede escribirse como: Q = m·c·ΔT.
La cantidad de calor puede expresarse en una unidad llamada caloría. La caloría se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 1 g de agua 1 ºC en condiciones estándar. De aquí que el calor específico del agua expresado en calorías sea exactamente 1, es decir, para el agua c = 1 cal /gºC. Por tanto, si estamos hablando en estas unidades, se cumple la relación de Joule: Q = m·ΔT
Explicación: