El calor específico es la cantidad de calor necesaria para que cada gramo de una sustancia experimente un cambio de temperatura correspondiente a 1°C.
El calor específico es la cantidad de calor necesaria para que cada gramo de una sustancia experimente un cambio de temperatura correspondiente a 1°C.
Así, el cálculo del calor específico se realiza mediante la fórmula: c = Q/m. ΔT o c = C/m. Además, un detalle importante es que cada sustancia tiene un calor específico .
Por ejemplo, el calor específico del agua es 1 cal/g.ºC, en cambio, el calor específico del hierro es 0,11 cal/g.ºC. Finalmente, el de la madera es de 0,42 cal/g.ºC.
fórmula de calor específico
En resumen, la fórmula para calcular el calor específico es:
c = Q/m. ΔT o c = C/m
Siendo que
c es el calor específico (cal/g.°C o J/Kg.K)
Q es la cantidad de calor (cal o J)
m es la masa (g o Kg)
ΔT es el cambio de temperatura (°C o K )
Finalmente, C es la capacidad calorífica (cal/°C o J/K)
En resumen, en el Sistema Internacional (SI), el calor específico se mide en J/Kg.K (Joules por kilogramo y por Kelvin). Sin embargo, es muy común que se mida en cal/g.°C (calorías por gramo y por grado Celsius).
1 caloría = 4,186 J
Tabla
Cada tipo de sustancia tiene un calor específico. Echa un vistazo a 15 sustancias a continuación:
| Sustancia | Calor Específico (cal/g.ºC) |
|---|---|
| Agua | 1 cal/g °C |
| Alcohol etílico | 0,58 cal/g °C |
| Aluminio | 0,22 cal/g °C |
| Aire | 0,24 cal/g °C |
| Arena | 0,2 cal/g °C |
| Carbón | 0,12 cal/g °C |
| Plomo | 0,03 cal/g °C |
| Cobre | 0,09 cal/g °C |
| Hierro | 0,11 cal/g °C |
| Hielo | 0,50 cal/g °C |
| Hidrógeno | 3,4 cal/g °C |
| Madera | 0,42 cal/g °C |
| Nitrógeno | 0,25 cal/g °C |
| Oxígeno | 0,22 cal/g °C |
| Vidrio | 0,16 cal/g °C |
aplicaciones
Teniendo en cuenta el estudio de la calorimetría, el calor específico se encuentra en la definición matemática de calor sensible y capacidad calorífica de un material.
En resumen, algunos fenómenos cotidianos se pueden entender mejor a partir de la definición de calor específico.
Por ejemplo, podemos comparar el calor específico de la arena y el agua. El de la arena es cinco veces más pequeño que el del agua.
Por lo tanto, mientras que cada gramo de arena necesita solo 0,2 cal para cambiar su temperatura en 1°C, el agua necesita 1 cal para hacerlo. Por eso durante el día la arena de la playa tiene una temperatura más alta que el agua.
calor especifico molar
El calor específico molar también se conoce como capacidad calorífica molar. En resumen, se establece por la relación entre la capacidad calorífica y el número de moles presentes.
Por lo tanto, cuando se da la capacidad calorífica de una sustancia por un mol de esa sustancia, se le llama calor específico molar.
Calor específico y capacidad calorífica
La capacidad térmica (C) es una cantidad física definida por la cantidad de calor suministrado a un cuerpo y la variación de temperatura que sufre.
Por lo tanto, la fórmula de cálculo es:
C = Q/ΔT
Siendo que
C es la capacidad calorífica (cal/°C o J/K)
Q es la cantidad de calor (cal o J)
ΔT es el cambio de temperatura (°C o K)
Para que entiendas mejor la capacidad calorífica, supongamos que un cuerpo recibió 100 cal y su temperatura varió 25 ºC. Por tanto, su capacidad térmica es de 4 cal/ºC ya que:
C = Q/ΔT
100 cal / 25 ºC
4 cal/ ºC
Por tanto, para variar 1°C de su temperatura, el cuerpo necesita recibir 4 cal. Finalmente, la capacidad calorífica y el calor específico se relacionan mediante la fórmula:
c = C/m
Dónde:
C es la capacidad calorífica (cal/°C o J/K)
m es la masa (g o Kg)
Finalmente, c es el calor específico (cal/g°C o J/Kg.K)
Volviendo al ejemplo que usamos, el cuerpo tiene una masa de 10 gramos, por lo que su calor específico es de 0,4 cal/g.ºC, porque:
c = C/m
4 cal/ºC / 10 g
0,4 cal/g.ºC
Por lo tanto, 1 gramo de la sustancia requiere 0,4 cal para cambiar su temperatura en 1 °C.
calor latente vs calor sensible
Calor latente (L) es la cantidad de calor recibido o emitido por un cuerpo. Ya que su temperatura sigue siendo la misma, mientras que su estado físico cambia.
En el Sistema Internacional (SI), el calor latente se mide en J/Kg (Joules por kilogramo). Sin embargo, se puede medir en cal/g (calorías por gramo). Su fórmula es:
Q = metro. L
De esta forma, tenemos que:
Q es la cantidad de calor (cal o J)
m es la masa (g o Kg)
Finalmente, L es el calor latente (cal/g o J/Kg)
Un detalle importante es que, a diferencia del calor específico, el calor latente no depende de la temperatura. Esto se debe a que cuando ocurren cambios de estado, la temperatura no cambia.
Por ejemplo, cuando un cubo de hielo se está derritiendo, la temperatura del agua sólida y líquida es la misma.
Por el contrario, el calor sensible es la variación de temperatura de un cuerpo sin cambio de estado físico. Por ejemplo, una barra de metal calentada cambia de temperatura pero no cambia de estado físico.
De todos modos, la fórmula es:
Q = metro. C . Δθ
De esta forma, tenemos que:
Q es la cantidad de calor sensible (cal o J)
m es la masa del cuerpo (g o Kg)
c es el calor específico de la sustancia (cal/g°C o J/Kg.°C)
Finalmente, Δθ es la variación de temperatura (°C o K)
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