Termodinámica: Calor específico

¿Qué es calor específico?

También llamado capacidad térmica específica o capacidad calórica específica. Se entiende como la cantidad de calor que se requiere para que la unidad de una sustancia incremente su temperatura en una unidad de grado Celsius.
Puede variar de acuerdo al estado físico de la materia, es decir, si este se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso. De igual manera, ocurre con la presión atmosférica.

La unidad de medida para el calor son el Joule, el calor específico se expresa en sistema Joules por kilogramos y por Kelvin. Otro modo de medir es el uso de caloría por gramo y por grado centígrado. En países que utilizan el sistema anglosajón se mide por BTU's por libra y por grado Fahrenheit.

La fórmula más común para medir el calor específico es:

ĉ = Q / m.Δt

donde Q representa la transferencia de energía calórica entre el sistema y su entorno, m la masa del sistema y Δt la variación de temperatura al cual se lo somete.

Así, el calor específico (c) a una temperatura dada (T) se calculará de la siguiente forma:

c = lim (Δt→0) . Q / m.ΔT = 1/m . dQ/dT

Cuanto mayor es el calor específico de una sustancia frente a cierto suministro de calor, su temperatura variará menos.

¿Qué es capacidad calorífica?

Es el cociente que resulta entre la energía calorífica transmitida a ese cuerpo y el cambio de temperatura que experimenta en ese proceso. Otra definición más precisa es que se refiere a cuánto calor es necesario transmitir a un cuerpo o sistema para que su temperatura aumente un grado kelvin.

Por convenio se define como calor (Q) positivo aquel que es absorbido por un sistema, y como calor negativo el que es cedido por un sistema. De lo expuesto se deduce que no todos los objetos absorben y conservan el calor con la misma facilidad; así determinados materiales se calientan más fácilmente que otros.

La capacidad calorífica de un cuerpo depende de la naturaleza y composición del mismo.

Unidad y fórmula.

La capacidad calorífica se puede determinar partiendo de la siguiente expresión:

C = dQ/dT

Si el cambio de temperatura es suficientemente pequeño, la expresión anterior se puede simplificar y sustituir por la siguiente:

C = Q/ΔT

Entonces, la unidad de medida de la capacidad calorífica en el sistema internacional es el Julio por kelvin (J/K).

La capacidad calorífica se puede medir a presión constante Cp o a volumen constante Cv.

¿Qué es calor latente?

También llamado calor de transformación, es una cantidad física que se refiere a la cantidad de calor que recibe o da un cuerpo a medida que cambia su estado físico.

Es importante decir que, durante la transformación la temperatura sigue siendo la misma. No considera esta variación.

Fórmula

Para calcular el calor latente se usa la siguiente fórmula:

Q = m. L

Donde
Q: cantidad de calor (cal o J)
m: masa (g o kg)
L: calor latente (cal / g o J / kg)

En el Sistema Internacional (SI), el calor latente se da en J / kg (Joule por kilogramo). Pero también se puede medir en cal / g (calorías por gramo).

Hay que tener en cuenta que el calor latente puede tener valores negativos o positivos. Por lo tanto, si la sustancia está dando calor, su valor será negativo (proceso exotérmico). Esto ocurre en la solidificación. y licuefacción. Por otro lado, si está recibiendo calor, el valor es positivo (proceso endotérmico). Esto ocurre en fusión y en vaporización.

Experimento de Calor Específico

HACERLO CON LA SUPERVISIÓN DE UN ADULTO

Materiales

- Agua, vaso de plástico, encendedor

Procedimiento

1.- Llena el vaso con agua, pero no hasta el borde