¿Qué es la capacidad de calor?

La entrada de energía térmica (Q) requerida para elevar la temperatura (T) de una sustancia un grado Celsius (1 ° C), se define como su capacidad calorífica (C). Dado que es una propiedad "extensa", el valor de C varía no solo de una sustancia a otra, sino también para diferentes cantidades de la misma sustancia. Para ajustar esto, las capacidades de calor pueden expresarse en términos que incorporen cantidad o cantidad. Si se hace referencia a la capacidad calorífica por mol de material, se llama capacidad calorífica molar; si se trata de calentar la capacidad por gramo de material, es la (s) capacidad (es) específica (s) de calor o, más simplemente, el "calor específico". Estos términos son de mayor valor cuando se refieren a sustancias puras .

Los problemas de ingeniería a menudo proporcionan C como "dado", mientras que Q es "desconocido". La ecuación es Q = smΔT, donde m es la masa en gramos y ΔT es el aumento de la temperatura en grados Celsius. La capacidad de calor puede ser un parámetro clave por muchas razones. Para ilustrar, los materiales de mayor capacidad térmica a veces se usan como disipadores de calor, porque absorben el calor como una esponja. El agua es notable a este respecto, ya que exhibe el mayor valor de C conocido entre las sustancias comunes, por lo que es muy adecuado para su uso como refrigerante del radiador.

En meteorología, la capacidad de calor juega un papel en varios fenómenos, incluido por qué el viento, a lo largo de la costa, sopla en una dirección diferente en el día que en la noche. La tierra tiene una capacidad calorífica menor que el agua, por lo que la tierra se calienta más rápido que el mar durante el día, mientras que se enfría más rápidamente por la noche. El aire es más frío sobre el océano durante el día, pero sobre la tierra por la noche. El aire cálido es ligero y se eleva, permitiendo que las brisas más frías y pesadas lo reemplacen. Durante el día, estas brisas soplan de tierra a mar, mientras que durante la noche, sucede lo contrario, lo que influye tanto en las aves costeras como en los pilotos de planeadores.

La capacidad calorífica no está destinada a tener en cuenta los cambios de fase, como en la fusión del hielo para formar agua. Se da una consideración separada a este fenómeno: esta propiedad se llama "calor de fusión". Del mismo modo, la conversión de líquido en gas se llama "calor de vaporización". El hielo tiene un calor de fusión excepcionalmente alto, que confiere estabilidad a los sistemas climáticos de la tierra y hace que la refrigeración doméstica sea práctica. Curiosamente, el gas amoniaco, una vez utilizado en sistemas de refrigeración industriales y domésticos, tiene una capacidad de calor y calor de fusión aún más altos.