Cuando estás en la playa, ¿te has dado cuenta de que el agua está fría mientras que la arena está caliente? El sol es el mismo allí, entonces ¿por qué esta diferencia de temperatura? ¡Seguro que has pensado en ello! La temperatura de un elemento sólido y líquido aumenta cuando le suministramos calor. Si suministramos la misma cantidad de calor a dos tipos diferentes de sólidos, el aumento de la temperatura puede ser diferente en ambos. Por lo tanto, dependiendo de la naturaleza del sólido, el aumento de la temperatura varía para diferentes tipos de sólidos. Este fenómeno se conoce como Capacidad calorífica específica.
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Definición
En otras palabras, el calor específico de un sólido o líquido es la cantidad de calor que eleva la temperatura de una unidad de masa del sólido en 1° C. Lo simbolizamos como C. En la unidad S.I, es la cantidad de calor que eleva la temperatura de 1 kg de sólido o líquido a 1K.
Su unidad en el sistema S.I se da siempre como J kg-1 K-1 y el CGS como cal g-1 C-1. Si la cantidad de calor, ∆Q, necesaria para elevar la temperatura de la masa M a través de ∆T, entonces la fórmula del calor específico viene dada por:
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- El volumen del sólido permanece constante cuando se calienta a través de un pequeño rango de temperatura. Esto se conoce como calor específico a volumen constante. Se denota como CV.
- La presión del sólido permanece constante cuando se calienta a través de un pequeño rango de temperatura. Esto se conoce como calor específico a presión constante que se puede denotar como CP.
- Los utensilios utilizados para cocinar utilizan un material de bajo calor específico. Se pueden calentar sus fondos rápidamente. Esto se debe a que tienen fondos pulidos de aluminio o cobre. El mango de estos utensilios es de un material de alto calor específico para mantener el calor y salvar nuestras manos.
- Los aislantes utilizan materiales de alto calor específico. Por ejemplo la madera. Casa de madera son más útiles en la zona de alta temperatura o baja temperatura.
- Debido a un alto calor específico del agua, en la piscina, el agua solía ser fresco en comparación con la temperatura exterior.
C= ∆Q/m*∆T o ∆Q=m C ∆T.
Calor específico molar
El calor específico molar de un sólido o líquido de un material es el calor que proporciona para elevar la temperatura de un mol de sólido o líquido por 1K o 1° C. Lo representamos como C. Su unidad es J mol-1K-1. Así, para elevar la temperatura de µ moles de sólido a ∆T, se necesitaría una cantidad de calor igual a ∆Q=µ C ∆T.
La capacidad calorífica específica molar de una sustancia no es otra cosa que la cantidad de calor que hay que aportar para elevar la temperatura de una molécula de gramo de la sustancia a un grado centígrado. Se denota por C. El calor específico del agua se toma como 1. Esto se debe a la razón por la que definimos la unidad de calor (caloría) haciendo uso del agua.
Calor específico a presión o volumen constante
El comportamiento del gas cuando se le suministra calor, la presión y el volumen cambian de temperatura y la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1gm de gas a través de 1°C depende de la forma en que se calienta el gas. Se pueden utilizar varios conjuntos de valores de P y V para calentar el gas.
Por lo tanto, el calor específico posee infinitos valores. El calor específico del gas no es constante si no se suministra una cantidad constante de calor. Por lo tanto, debe tener calor específico a un volumen o presión constante. Para un gas ideal,
CP – CV = nR
donde C P es la capacidad calorífica a presión constante, C V es la capacidad calorífica a volumen constante, n es la cantidad de sustancia y R=83144598(48) J mol-1 K y es la constante molar de los gases.
Aplicaciones
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Preguntas para ti
Q. Da la definición de calor específico molar.
Ans: Para un sólido o líquido es el calor que nos requiere para aumentar la temperatura de un mol de Sólido o Líquido por 1K o 1° C.