Capacidad Calorífica y Calor Específico

• CAPACIDAD CALORÍFICA (C):

Si a un cuerpo A se le proporciona una cantidad de calor igual a 100cal, su temperatura se elevará por ejemplo 20ºC.

Pero si le suministro esa misma cantidad de calor (100cal) a otro cuerpo B, podemos observar un aumento de temperatura diferente, por ejemplo de 10ºC.

Esto quiere decir que al darle la misma cantidad de calor a cuerpos distintos, en general, éstos presentan diferentes variaciones en sus temperaturas.

            Éste comportamiento de los cuerpos se define como la CAPACIDAD CALORÍFICA, o capacidad térmica.

Si un cuerpo recibe una cantidad de calor ∆Q y su temperatura varía en ∆t, la capacidad calorífica (C) de éste cuerpo esta dada por:

UNIDAD:   cal/ºC

Si realizamos los cálculos para el ejemplo dado:

CA= 100cal/ 20ºC = 5 cal/ ºC, quiere decir que se necesitan 5cal por cada grado que se quiera aumentar su temperatura.

CB= 100cal/ 10ºC = 10cal/ ºC, quiere decir que se necesitan 10cal por cada grado que se quiera aumentar su temperatura.

Cuanto mayor sea la capacidad térmica de un cuerpo, mayor será la cantidad de calor que debemos proporcionarle para producir un determinado aumento en su temperatura, y de la misma manera mayor será la cantidad de calor que cederá cuando su temperatura sufra una determinada reducción.

            Como pudimos ver el cuerpo A y B son del mismo material pero poseen diferente masa. Esto implica que tengan capacidades caloríficas distintas. La capacidad calorífica es una propiedad extensiva ya que depende de la cantidad de sustancia.

• CALOR ESPECÍFICO (Ce):

Continuemos con el cuerpo A y cuerpo B del ejercicio anterior. Ambos eran del mismo material, pero tenían masas diferentes (m_A, m_B) como ya sabemos sus capacidades caloríficas (C) serán distintas. Observemos que ocurre al dividir la capacidad calorífica de cada cuerpo entre su masa total:

CA= 5 cal/ ºC      m_A= 10g                                   CB= 10cal/ ºC   m_B= 20g

CA : m_A= 5 cal/ ºC : 10g = 0.5 cal/ g ºC                                   CB : m_B= 10 cal/ ºC: 20g = 0.5 cal/ g ºC

En conclusión para un mismo material, ése cociente no varía. Esto quiere decir que la cantidad de calor que necesito para elevar la temperatura 1ºC a 1g de sustancia no varía.  A éste cociente se lo llama CALOR ESPECÍFICO (c_e) del material. Es una propiedad intensiva porque se refiere siempre a 1g de sustancia.

El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia.

UNIDAD:cal/g ºC

•  Como vimos, 1cal es la cantidad de calor que hay que suministrarle a 1g de agua ara que aumente su temperatura 1ºC. Ahora entonces podemos averiguar su Ce: Ce agua =1cal/gºC

El calor específico del agua es mucho mayor que los calores específicos de casi todas las sustancias. Esto significa que al ceder la misma cantidad de calor a iguales masas de agua y alguna otra sustancia, se observa que la masa de agua se calienta mucho menos.

• Como el calor específico es característico de cada material, su valor para cada sustancia se determina con todo cuidado en los laboratorios y los resultados se tabulan.
• Tengamos en cuenta que el Ce de un material puede presentar variaciones, por ejemplo cuando cambia de estado de agregación. En la tabla podemos ver que el agua presenta valores de Ce diferentes cuando se encuentra liquida, sólida (hielo) y en vapor de agua.