Concepto de equivalente mecánico del calor

El siglo XIX fue de suma importancia para el mundo de la física. Hasta equivalente- mecanicaentonces, se consideraba al calor como un fluido llamado fluido calórico que era, básicamente, calor contenido en los sistemas. Este fluido viajaba desde un cuerpo de mayor temperatura hasta uno de menor temperatura hasta llegar al equilibrio térmico. Esta definición implicaba que el calor o calórico era una fuente de energía propia del sistema y contenida en ellos, determinando así que el objeto de mayor temperatura poseía una mayor cantidad de calórico.

James Prescott Joule diseñó un experimento que consistía en una serie de paletas que giraban mediante unas pesas que al cambiar su altura hacían girar el dispositivo de paletas. Este dispositivo se encontraba en un medio aislado, por lo que se suponía que el fluido calórico no podía ni entrar ni salir del sistema. Joule descubrió que el trabajo mecánico producido por su dispositivo se traducía en un incremento en la temperatura del sistema, estableciendo que el trabajo mecánico también era otra forma de energía y que además existía una relación entre los tipos de energía.

Definición de equivalente mecánico del calor

Al establecerse una relación entre el trabajo mecánico y el calor, que denotaba el hecho de que no puede existir una máquina 100% eficiente debido a que parte del trabajo mecánico se disipa o se pierde en forma de energía calorífica, después habría que establecer de cuánto era esa equivalencia. Para ello, se requieren dos definiciones: la de caloría y la de joule, que son unidades de energía.

La caloría es la energía necesaria para calentar 1 gramo de agua desde los 14 a los 15 grados centígrados aproximadamente, es decir, 1 grado Celsius. Por otro lado, el Joule es una unidad de energía del sistema internacional y es el resultado de acelerar un cuerpo de 1 kilogramo en 1 m/s2 por la distancia de un metro, es decir, ejercer una fuerza de 1 Newton a lo largo de un metro. La relación que existe entre los Joule y las calorías es:

 

1 cal = 4.18 J

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