Calor especifico

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La capacidad calorífica específica  es la relación entre la capacidad calorífica y la masa , la capacidad calorífica de una unidad de masa de una sustancia (diferente para diferentes sustancias); una cantidad física numéricamente igual a la cantidad de calor que debe transferirse a una unidad de masa de una sustancia dada para que su temperatura cambie en uno. [1] .

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), el calor específico se mide en joules por kilogramo por kelvin , J/(kg K) [2] . A veces también se utilizan unidades no sistémicas: caloría /(kg °C), etc.

La capacidad calorífica específica generalmente se denota con las letras c o C , a menudo con subíndices.

El valor del calor específico se ve afectado por la temperatura de la sustancia y otros parámetros termodinámicos. Por ejemplo, medir la capacidad calorífica específica del agua dará resultados diferentes a 20°C y 60°C. Además, la capacidad calorífica específica depende de cómo se permite que cambien los parámetros termodinámicos de la sustancia (presión, volumen, etc.); por ejemplo, el calor específico a presión constante ( C P ) y a volumen constante ( C V ) son generalmente diferentes.

La fórmula para calcular la capacidad calorífica específica:

dónde

c  - capacidad calorífica específica (del lat. capacite - capacidad, capacidad), Q  es la cantidad de calor recibido por la sustancia durante el calentamiento (o liberado durante el enfriamiento), m  es la masa de la sustancia calentada (enfriada), Δ T  es la diferencia entre las temperaturas final e inicial de la sustancia.

La capacidad calorífica específica depende de la temperatura, por lo que la siguiente fórmula con pequeña (formalmente infinitesimal) y es más correcta :

Los valores de la capacidad calorífica específica de algunas sustancias

Se dan valores de calor específico a presión constante ( C p ).

Valores estándar de calor específico
Sustancia
estado agregado
Capacidad calorífica específica ,
kJ/(kg·K)
Hidrógeno gas 14,304 [3]
Amoníaco gas 4.359-5.475
Helio gas 5.193 [3]
Agua (300 K, 27 °C) líquido 4.1806 [4]
Litio sólido 3.582 [3]
etanol líquido 2.438 [5]
Hielo (273 K, 0 °C) sólido 2.11 [6]
Vapor de agua (373 K, 100 °C) gas 2.0784 [4]
Aceites de petróleo líquido 1.670-2.010
Berilio sólido 1.825 [3]
Nitrógeno gas 1.040 [3]
Aire (100% humedad) gas 1.030
Aire (seco, 300K, 27°C) gas 1.007 [7]
Oxígeno (O 2 ) gas 0.918 [3]
Aluminio sólido 0.897 [3]
Grafito sólido 0.709 [3]
Cristal de cuarzo sólido 0.703
Hierro fundido sólido 0.554 [8]
Diamante sólido 0.502
Acero sólido 0.468 [8]
Hierro sólido 0.449 [3]
Cobre sólido 0.385 [3]
Latón sólido 0,920 [8] 0,377 [9]
Molibdeno sólido 0.251 [3]
Estaño (blanco) sólido 0.227 [3]
Mercurio líquido 0.140 [3]
Tungsteno sólido 0.132 [3]
Guiar sólido 0.130 [3]
Oro sólido 0.129 [3]
Los valores se dan en condiciones estándar ( T = +25 °C , P = 100 kPa ) a menos que se indique lo contrario.
Valores de calor específicos para algunos materiales de construcción.
Sustancia
Capacidad calorífica específica
kJ/(kg·K)
Madera 1,700
Yeso 1.090
Asfalto 0.920
Esteatita 0.980
Concreto 0.880
Mármol , mica 0.880
vidrio de ventana 0.840
Ladrillo cerámico rojo 0,840–0,880 [10]
ladrillo de silicato 0,750–0,840 [10]
Arena 0.835
La tierra 0.800
Granito 0.790
copa de corona 0.670
pedernal de vidrio 0.503
Acero 0.470

Véase también

Notas

  1. ↑ Para una muestra heterogénea (en términos de composición química), el calor específico es una característica diferencial que varía de un punto a otro. En principio, también depende de la temperatura (aunque en muchos casos cambia bastante débilmente con cambios de temperatura suficientemente grandes), mientras que en sentido estricto se define -siguiendo la capacidad calorífica- como una cantidad diferencial y a lo largo del eje de la temperatura, es decir, estrictamente hablando, uno debe considerar el cambio de temperatura en la definición de capacidad calorífica específica no por un grado (especialmente no por alguna unidad de temperatura más grande), sino por uno pequeño con la cantidad correspondiente de calor transferido . (Véase el texto principal a continuación.)
  2. ↑ Kelvins (K) aquí pueden ser reemplazados por grados Celsius (°C), ya que estas escalas de temperatura (escala absoluta y Celsius) difieren entre sí solo en el punto de partida, pero no en el valor de la unidad de medida.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — 90ª edición. — Prensa de la CRC; Taylor y Francis, 2009. - P. 4-135. — 2828 pág. — ISBN 1420090844 .
  4. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lead (Ed.). — 90ª edición. — Prensa de la CRC; Taylor y Francis, 2009. - Pág. 6-2. — 2828 pág. — ISBN 1420090844 .
  5. ↑ Manual CRC de Química y Física / DR Lide (Ed.). — 90ª edición. — Prensa de la CRC; Taylor y Francis, 2009. - P. 15-17. — 2828 pág. — ISBN 1420090844 .
  6. ↑ Manual CRC de Química y Física / DR Lide (Ed.). — 90ª edición. — Prensa de la CRC; Taylor y Francis, 2009. - P. 6-12. — 2828 pág. — ISBN 1420090844 .
  7. ↑ Manual CRC de Química y Física / DR Lide (Ed.). — 90ª edición. — Prensa de la CRC; Taylor y Francis, 2009. - P. 6-17. — 2828 pág. — ISBN 1420090844 .
  8. ↑ 1 2 3 Paul Evans. Capacidad calorífica específica de los  materiales . The Engineering Mindset (16 de octubre de 2016). Consultado el 14 de julio de 2019. Archivado desde el original el 14 de julio de 2019.
  9. ↑ Spezifische_Wärmekapazität . www.chemie.de _ Consultado el 29 de junio de 2021. Archivado desde el original el 29 de junio de 2021.
  10. ↑ 1 2 Densidad de ladrillo y calor específico: tabla de valores Archivado el 22 de marzo de 2019 en Wayback Machine .

Literatura