La diferència clau entre la capacitat calorífica i la calor específica és que la capacitat calorífica depèn de la quantitat de substància, mentre que la capacitat calorífica específica n'és independent.
Quan escalfem una substància, la seva temperatura augmenta, i quan la refredem, la seva temperatura disminueix. Aquesta diferència de temperatura és proporcional a la quantitat de calor subministrada. La capacitat calorífica i la calor específica són dues constants de proporcionalitat que es relacionen amb el canvi de temperatura i la quantitat de calor.
Què és la capacitat de calor?
En termodinàmica, l'energia total d'un sistema és l'energia interna. L'energia interna especifica l'energia cinètica i potencial total de les molècules del sistema. Podem canviar l'energia interna d'un sistema ja sigui treballant sobre el sistema o escalfant-lo. L'energia interna d'una substància augmenta quan augmentem la seva temperatura. La quantitat d'augment depèn de les condicions en què es produeix l'escalfament. Aquí, necessitem calor per augmentar la temperatura.
La capacitat calorífica (C) d'una substància és "la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'una substància en un grau Celsius (o un kelvin)." La capacitat calorífica difereix d'una substància a una altra. La quantitat de substància és directament proporcional a la capacitat calorífica. Això vol dir que duplicant la massa d'una substància, la capacitat calorífica es duplica. La calor que necessitem per augmentar la temperatura de t1 a t2 d'una substància es pot calcular mitjançant l'equació següent.
q=C x ∆t
q=calor necessària
∆t=t1-t2
Figura 01: Capacitat calorífica de l'heli
La unitat de capacitat calorífica és JºC-1 o JK-1. En termodinàmica es defineixen dos tipus de capacitats calorífiques; capacitat calorífica a pressió constant i capacitat calorífica a volum constant.
Què és la calor específica?
La capacitat de calor depèn de la quantitat de substància. La calor específica o capacitat calorífica específica (s) és la capacitat calorífica que és independent de la quantitat de substàncies. Podem definir-la com "la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'un gram d'una substància en un grau centígrad (o un Kelvin) a pressió constant".
La unitat de calor específica és Jg-1oC-1 La calor específica de l'aigua és molt alta, amb un valor de 4.186 Jg-1oC-1 Això vol dir, per augmentar la temperatura d'1 g d'aigua en 1 °C, necessitem 4,186 J d'energia tèrmica. Aquest alt valor explica el paper de l'aigua en la regulació tèrmica. Per trobar la calor necessària per augmentar la temperatura d'una determinada massa d'una substància de t1 a t2, es pot utilitzar l'equació següent.
q=m x s x ∆t
q=calor necessària
m=massa de la substància
∆t=t1-t2
No obstant això, l'equació anterior no s'aplica si la reacció implica un canvi de fase; per exemple, quan l'aigua passa a una fase gasosa (al punt d'ebullició), o quan l'aigua es congela per formar gel (al punt de fusió). Això es deu al fet que la calor afegit o eliminat durant el canvi de fase no canvia la temperatura.
Quina diferència hi ha entre la capacitat calorífica i la calor específica?
La diferència clau entre la capacitat calorífica i la calor específica és que la capacitat calorífica depèn de la quantitat de substància mentre que la capacitat calorífica específica és independent d'aquesta. A més, quan es considera la teoria, la capacitat calorífica de la quantitat de calor necessària per canviar la temperatura d'una substància en 1 °C o 1K, mentre que la calor específica és la calor necessària per canviar 1g de temperatura de substàncies en 1 °C o 1K.
Resum: capacitat calorífica versus calor específica
La capacitat calorífica i la calor específica són termes importants en termodinàmica. La diferència clau entre la capacitat calorífica i la calor específica és que la capacitat calorífica depèn de la quantitat de substància, mentre que la capacitat calorífica específica n'és independent.
