¿Qué se necesita más energía para calentar: aire o agua? ¿Qué tal el agua contra el metal o el agua contra otro líquido como la soda?
Estas preguntas y muchas otras están relacionadas con una propiedad de la materia llamada calor específico. calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en un grado centígrado.
por lo tanto, se necesita más energía para calentar el agua que el aire porque el agua y el aire tienen diferentes calores específicos.
de hecho, el agua tiene uno de los calores específicos más altos de cualquier sustancia "común": es 4.186 julios / gramo ° C. es por eso que el agua es tan útil para moderar la temperatura de la maquinaria, los cuerpos humanos e incluso el planeta.
ecuación para calor específico
Puede utilizar la propiedad del calor específico para encontrar la temperatura inicial de una sustancia. La ecuación para calor específico generalmente se escribe:
q = mcΔt
donde q es la cantidad de energía calorífica agregada, m es la masa de la sustancia, c es calor específico, una constante y Δt significa "cambio de temperatura".
¡Asegúrese de que sus unidades de medida coincidan con las unidades utilizadas en la constante de calor específica! por ejemplo, a veces el calor específico puede usar centígrados. otras veces, obtendrás la unidad si para la temperatura, que es kelvin. en estos casos, las unidades para calor específico serán julios / gramo ° c o bien julios / gramo k. lo mismo podría ocurrir con gramos frente a kilogramos para la masa, o julios a bmu para obtener energía. asegúrese de revisar las unidades y hacer las conversiones necesarias antes de comenzar.
Usando calor específico para encontrar la temperatura inicial.
También se puede escribir (t - t 0 ), o la nueva temperatura de una sustancia menos su temperatura inicial. Así que otra forma de escribir la ecuación para un calor específico es:
q = mc (t - t 0 )
por lo que esta forma reescrita de la ecuación hace que sea fácil encontrar la temperatura inicial. puede insertar todos los demás valores que le den, luego resolver para t 0 .
por ejemplo: supongamos que agrega 75.0 julios de energía a 2.0 gramos de agua, elevando su temperatura a 87 ° c. El calor específico del agua es 4.184.julios / gramo ° c. ¿Cuál fue la temperatura inicial del agua?
inserta los valores dados en tu ecuación:
75.oj = 2.0 gx (4.184 j / g ° c) x (87 ° c - t 0 ).
simplificar:
75.oj = 8.368 j / ° cx (87 ° c - t 0 ).
8.96 ° c = (87 ° c - t 0 )
78 ° c = t 0 .
Cambios específicos de calor y fase.
Hay una excepción importante a tener en cuenta. La ecuación de calor específica no funciona durante un cambio de fase, por ejemplo, de un líquido a un gas o de un sólido a un líquido. eso se debe a que toda la energía adicional que se está bombeando se está utilizando para el cambio de fase, no para aumentar la temperatura. por lo que la temperatura se mantiene estable durante ese período, eliminando la relación entre energía, temperatura y calor específico en esa situación.