Differenza tra capacità termica e calore specifico

Capacità termica vs calore specifico

Quando una sostanza viene riscaldata, la sua temperatura aumenta e quando viene raffreddata la sua temperatura diminuisce. La differenza di temperatura è proporzionale alla quantità di calore fornita. La capacità termica e il calore specifico sono due costanti di proporzionalità per correlare il cambiamento di temperatura e la quantità di calore.

Capacità termica

In termodinamica, l'energia totale di un sistema è chiamata energia interna. L'energia interna specifica l'energia cinetica e potenziale totale delle molecole nel sistema. L'energia interna di un sistema può essere cambiata facendo il lavoro sul sistema o riscaldandolo. L'energia interna di una sostanza aumenta quando la sua temperatura aumenta. La quantità di aumento dipende dalle condizioni in cui avviene il riscaldamento. Il calore è necessario per aumentare la temperatura. La capacità termica (C) di una sostanza è "la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di una sostanza di un grado Celsius (o un kelvin)". La capacità termica differisce da sostanza a sostanza. La quantità di sostanza è direttamente proporzionale alla capacità termica. Ciò significa che raddoppiando la massa della sostanza, la capacità termica può essere raddoppiata. Il calore necessario per aumentare la temperatura da t₁ a t₂ di una sostanza può essere calcolata usando la seguente equazione.

q = C x Δt

q = calore richiesto

Δt = t₁-t₂

L'unità di capacità termica è J^oC^-1 o JK^-1. Due tipi di capacità di calore sono definiti in termodinamica; la capacità termica a pressione costante e capacità termica a volume costante.

Calore specifico

La capacità termica dipende dalla quantità di sostanza. Calore specifico o capacità termica specifica (s) è la capacità termica, che è indipendente dalla quantità di sostanze. Può essere definito come "la quantità di calore richiesta per innalzare la temperatura di un grammo di una sostanza di un grado Celsius (o un Kelvin) a una pressione costante." L'unità di calore specifico è Jg^-1oC^-1.Il calore specifico dell'acqua è molto alto con il valore di 4,186 Jg^-1oC^-1. Questo significa, per aumentare la temperatura di 1 g di acqua di 1 ^oC, 4.186 J è necessaria energia termica. Questo valore elevato incontra il ruolo dell'acqua nella regolazione termica. Per trovare il calore necessario per aumentare la temperatura di una certa massa di una sostanza da t₁ a t₂,  può essere usata la seguente equazione.

q = m x s x Δt

q = calore richiesto

m = massa della sostanza

Δt = t₁-t₂

Tuttavia, l'equazione di cui sopra non si applica, se la reazione comporta un cambio di fase. Ad esempio, non si applica quando l'acqua sta andando alla fase gassosa (al punto di ebollizione), o quando l'acqua congela per formare ghiaccio (nel punto di fusione). Questo è perché; il calore aggiunto o rimosso durante il cambio di fase non cambia la temperatura.