Temperatura: Calor específico

Calor específico

El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de un gramo de materia o sustancia. El concepto de capacidad calorífica es análogo al anterior pero para una masa de un mol de sustancia (en este caso es necesario conocer la estructura química de la misma).
El calor específico es un parámetro que depende del material y relaciona el calor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con el incremento de temperatura:

$Q = m \int_{T_i}^{T_f} c \, dT$

donde:

Q es el calor aportado al sistema.
m es la masa del sistema.
c es el calor específico del sistema.
ΔT es el incremento de temperatura que experimenta el sistema.

Las unidades más habituales de calor específico son:

[c] = $\mathrm{J \over kg K}$

[c] = $\mathrm{cal \over g C}$

El calor específico de un material depende de su temperatura; no obstante, en muchos procesos termodinámicos su variación es tan pequeña que puede considerarse que el calor específico es constante. Asimismo, también se diferencia del proceso que se lleve a cabo, distinguiéndose especialmente el "calor específico a presión constante" (en un proceso isobarico) y "calor específico a volumen constante (en un proceso isocoro).

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

De esta forma, y recordando la definición de caloría, se tiene que el calor específico del agua es aproximadamente:

$c_{H_2O}$ = $1 \left [ \frac{cal}{gC} \right ]$

Calor específico molar

El calor específico de una sustancia es un índice importante de su constitución molecular interna, y a menudo da información valiosa de los detalles de su ordenación molecular y de las fuerzas intermoleculares. En este sentido, con frecuencia es muy útil hablar de calor específico molar denotado por c_m, y definido como la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en 1 grado es decir, está definida por:

$c_m = {Q \over n\Delta\;T}$

donde n indica la cantidad de moles en la sustancia presente.

Capacidad calorífica

La capacidad calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Se denota por C y se define como:

C = ${Q \over \Delta\;T}$ $\left [ \frac{J}{K} \right ]$

Dado que:

$c = {Q \over m\Delta\;T}$ $\Longrightarrow \;$ $mc = {Q \over \Delta\;T}$

$\Longrightarrow \;$

C = m c

De igual forma se puede definir la capacidad calórica molar como:

C n = n c

Cambios de fase

Artículo principal: Estado de agregación

En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Al aplicarle calor a una sustancia, ésta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos se les conoce como cambios de fase. Los posibles cambios de fase son:

de estado sólido a líquido, llamado fusión,
de estado líquido a sólido, llamado solidificación,
de estado líquido a gaseoso, llamado evaporación o vaporización,
de estado gaseoso a líquido, llamado condensación,
de estado sólido a gaseoso, llamado sublimación progresiva,
de estado gaseoso a sólido, llamado sublimación regresiva o deposición,
de estado gaseoso a plasma, llamado ionización.

Temperatura

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miércoles, 13 de octubre de 2010

Calor específico

Calor específico molar

Capacidad calorífica

Cambios de fase

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