¿Qué es la capacidad calorífica? Capacidad calorífica específica: definición

La capacidad calorífica es una propiedad extensa. La capacidad calorífica de una sustancia por unidad de masa se denomina capacidad calorífica específica (cp). Es una proporcionalidad constante entre el calor y la temperatura. Ingenieria termal

Capacidad calorífica

Tabla de capacidades caloríficas específicasLas diferentes sustancias se ven afectadas a diferentes magnitudes por la adición de calor . Cuando se agrega una cantidad determinada de calor a diferentes sustancias, sus temperaturas aumentan en diferentes cantidades. Esta constante de proporcionalidad entre el calor Q que el objeto absorbe o pierde y el cambio de temperatura resultante T del objeto se conoce como la capacidad calorífica C de un objeto.

C = Q / ΔT

La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno que una propiedad intensiva , la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.

Capacidad calorífica específica

La capacidad calorífica de una sustancia por unidad de masa se denomina capacidad calorífica específica (c p ) de la sustancia. El subíndice p indica que la capacidad calorífica y la capacidad calorífica específica se aplican cuando el calor se agrega o elimina a presión constante .

p = Q / mΔT

Capacidad calorífica específica del gas ideal

En el modelo de gas ideal , las propiedades intensivas v y p se definen para sustancias compresibles puras y simples como derivadas parciales de la energía interna u (T, v) y entalpía h (T, p) , respectivamente:

Calor específico a volumen constante y presión constante

donde los subíndices v y p denotan las variables mantenidas fijas durante la diferenciación. Las propiedades v p se denominan calores específicos (o capacidades de calor ) porque, bajo ciertas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Sus unidades SI son J / kg K o J / mol K . Se definen dos calores específicos para gases, uno para volumen constante (c v ) y otro para presión constante (c p ) .

Calor específico molar: gas idealSegún la primera ley de la termodinámica , para un proceso de volumen constante con un gas ideal monoatómico, el calor específico molar será:

v = 3 / 2R = 12.5 J / mol K

porque

U = 3 / 2nRT

Se puede deducir que el calor específico molar a presión constante es:

p = C v + R = 5 / 2R = 20.8 J / mol K

Este p es mayor que el calor específico molar a volumen constante v , porque ahora se debe suministrar energía no solo para elevar la temperatura del gas sino también para que el gas funcione porque en este caso el volumen cambia.

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