Căldura specifică (c), numită și capacitate termică de masă, este o cantitate fizică care este legată de cantitatea de căldură primită și de variația sa termică.

specifică

Aceasta determină cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura elementului de la 1 ° C la 1 g.

Formula specifică de căldură

Pentru a calcula căldura specifică a substanțelor utilizați următoarea formulă:

c = Q/m. Δθ sau c = C/m

c: căldură specifică (cal/g. ° C sau J/Kg.K)
Î: cantitate de căldură (cal sau J)
m: masa (g sau kg)
Δθ: interval de temperatură (° C sau K)
C: capacitate termică (cal/° C sau J/K)

În sistemul internațional (SI), căldura specifică este măsurată în J/Kg.K (Joule pe kilogram și Kelvin). Cu toate acestea, este foarte frecvent ca acesta să fie măsurat în cal/g ° C (calorii pe gram și pe grade Celsius).

Masă de căldură specifică

Amintiți-vă că fiecare substanță are o căldură specifică. Vezi mai jos un tabel cu 15 substanțe și valorile de căldură specifice fiecărei.

Substanță căldură specifică (cal/g ° C)
Apă 1 cal/g
Alcool etilic 0,58 cal/g
Aluminiu 0,22 cal/g
Aer 0,24 cal/g
Nisip 0,2 cal/g
Carbon 0,12 cal/g ° C
Conduce 0,03 cal/g
Cupru 0,09 cal/g ° C
Fier 0,11 cal/g
Gheaţă 0,50 cal/g ° C
Hidrogen 3,4 cal/g
Lemn 0,42 cal/g
Azot 0,25 cal/g ° C
Oxigen 0,22 cal/g
Sticlă 0,16 cal/g

Căldură specifică molară

Căldura specifică molară, numită și capacitatea de căldură molară, este determinată de relația dintre capacitatea termică și numărul de moli prezenți.

Prin urmare, atunci când capacitatea de căldură a unei substanțe este dată unui mol din substanța respectivă, aceasta se numește căldură molară specifică.

Capacitate termică și termică specifică

Un alt concept legat de căldura specifică este capacitatea termică. (C)

Această măreție fizică este determinată de cantitatea de căldură prezentă într-un corp în raport cu variația de temperatură pe care o suferă.

Poate fi calculat folosind următoarea formulă:

C = Q/Δθ sau C = m.c

C: capacitate termică (cal/° C sau J/K)
Î: cantitate de căldură (cal sau J)
Δθ: interval de temperatură (° C sau K)
m: masa (g sau kg)
c: căldură specifică (cal/g ° C sau J/Kg.K)

Căldură latentă și căldură sensibilă

Pe lângă căldura specifică, există și alte forme de căldură, inclusiv:

Căldură latentă (L): corespunde cantității de căldură primită sau administrată de un corp. În acest caz, temperatura dvs. rămâne aceeași în timp ce starea fizică se schimbă.

În sistemul internațional (SI), căldura latentă este măsurată în J/kg (Joule pe kilogram), totuși poate fi măsurată în cal/g (calorii pe gram). Se calculează utilizând următoarea formulă:

Q = m. L

Î: cantitate de căldură (cal sau J)
m: masa (g sau kg)
L: căldură latentă (cal/g sau J/kg)

Obs: Spre deosebire de căldura specifică, latenta nu depinde de temperatură. Acest lucru se datorează faptului că atunci când apar modificări de stare, temperatura nu se schimbă. De exemplu, un cub de gheață care se topește, temperatura apei în stare solidă și lichidă este aceeași.

Căldură sensibilă: corespunde variației de temperatură a unui corp, de exemplu la încălzirea unei bare metalice. În acest experiment, temperatura metalului crește, cu toate acestea, starea sa fizică (solidă) nu se schimbă.

Se calculează utilizând următoarea formulă:

Q = m. c. Δθ

Î: cantitatea de căldură sensibilă (cal sau J)
m: masa corporală (g sau kg)
c: căldura specifică a substanței (cal/g ° C sau J/kg. ° C)
Δθ: interval de temperatură (° C sau K)

Exerciții de examen de admitere la facultate

1. (Mackenzie) Într-o dimineață de cer albastru, un scăldător observă că nisipul este foarte fierbinte și apa mării este foarte rece. Noaptea, același scăldător observă că nisipul de pe plajă este rău și că apa mării este caldă. Fenomenul observat se datorează faptului că:

a) densitatea apei de mare este mai mică decât cea a nisipului.
b) căldura specifică a nisipului este mai mică decât căldura specifică a apei.
c) coeficientul de expansiune termică a apei este mai mare decât coeficientul de expansiune termică a nisipului.
d) căldura conținută în nisip noaptea se răspândește în apa mării.
e) agitarea apei de mare încetinește răcirea acesteia.

Două. (UFPR) Pentru a încălzi 500 g dintr-o anumită substanță de la 20 ° C la 70 ° C, au fost necesare 4.000 de calorii. Capacitatea termică și căldura specifică sunt respectiv:

a) 8 cal/ºC și 0,08 cal/g. ºC
b) 80 cal/° C și 0,16 cal/g. ºC
c) 90 cal/° C și 0,09 cal/g. ºC
d) 95 cal/° C și 0,15 cal/g. ºC
e) 120 cal/° C și 0,12 cal/g. ºC

3. (UFU) 240 g de apă (la 1 cal/g ° C) este încălzită prin absorbția a 200 W de energie sub formă de căldură. Având în vedere 1 cal = 4 J, este timpul necesar pentru ca această cantitate de apă să-și varieze temperatura cu 50 ° C?

a) 1 min
b) 3 min
c) 2 min
d) 4 min