Il termine calore specifico si riferisce alla quantità totale di energia termica necessaria a un'unità di qualsiasi sostanza per aumentare la propria temperatura di 1°C. D'altra parte, la conduttività termica è la capacità di un dato materiale di trasferire o condurre energia termica attraverso di esso.
Calore specifico vs conducibilità termica
La differenza tra calore specifico e conduttività termica è che il calore specifico si riferisce alla quantità di energia termica che una sostanza (1 g o 1 kg in genere) richiede per aumentare la sua temperatura di 1°C, mentre la conduttività termica è una misura della velocità in cui l'energia termica passa attraverso un dato materiale.
Il calore specifico viene generalmente misurato in calorie o joule per grammo per grado Celsius. Occasionalmente, il rapporto tra le capacità termiche specifiche di una sostanza a una particolare temperatura rispetto a quelle di una sostanza di riferimento a una temperatura di riferimento è anche chiamato calore specifico. La formula per calcolare il calore specifico è:
c = ΔQ m ΔT
dove
c si riferisce al calore specifico di una sostanza
ΔQ si riferisce al calore guadagnato o perso dalla sostanza,
m si riferisce alla massa della sostanza, e
ΔT si riferisce alla variazione di temperatura della sostanza.
La conduttività termica è uno dei tre processi di trasferimento di calore-convezione, conduzione e irraggiamento. La sua unità è Watt per metro Kelvin. La conduttività termica dipende da alcuni fattori come la temperatura, il contenuto di umidità e la densità di un materiale.
K = (QL)/(A ΔT)
dove
K si riferisce alla conducibilità termica (W/m.K),
Q si riferisce alla quantità di calore trasferita attraverso un materiale (Joule/secondo o Watt),
L si riferisce alla distanza tra due piani isotermici,
A si riferisce alla superficie (metri quadrati), e
ΔT si riferisce alla differenza di temperatura (Kelvin).
Tabella di confronto tra calore specifico e conduttività termica
| Parametri di confronto | Calore specifico | Conduttività termica |
| Definizione | Il calore specifico si riferisce alla quantità totale di energia termica necessaria a un'unità di qualsiasi sostanza per aumentare la sua temperatura di 1°C. | La conduttività termica si riferisce alla capacità di un dato materiale di trasferire energia termica attraverso di esso. |
| Simbolo | Il calore specifico è solitamente indicato come c P o s. | La conducibilità termica è indicata con K. |
| Unità | Il calore specifico viene solitamente misurato in calorie o joule per grammo per grado Celsius o Kelvin (J/(kg K) o J/(kg °C)). | L'unità di misura della conduttività termica è watt per metro-kelvin (W/(m⋅K)). |
| Formula | c = ΔQ m ΔT | K = (QL)/(A ΔT) |
| Fattori influenzanti | Il calore specifico dipende dal tipo e dalla fase di una sostanza. | La conduttività termica dipende principalmente dalla temperatura e dalla direzione di trasferimento del calore. |
| Valori sperimentali per alcuni composti | Il calore specifico dell'acqua è di 4,186 joule per chilogrammo per grado Celsius mentre quello del legno è di 1,700 joule per chilogrammo per grado Celsius. | La conducibilità termica dell'acqua a 0°C è 0,5610 W/(m K) mentre quella del legno è 0,12–0,04 W/(m K). |
| Applicazioni | Le sostanze che hanno una bassa capacità termica specifica vengono utilizzate in pentole come bollitori e padelle. | I materiali ad alta conduttività termica vengono solitamente utilizzati nelle applicazioni del dissipatore di calore, mentre i materiali a bassa conduttività termica vengono utilizzati come isolanti termici. |
Che cos'è il calore specifico?
Il calore specifico è anche noto come capacità termica massiccia. Può anche riferirsi al rapporto tra le capacità termiche specifiche di una sostanza a una data temperatura rispetto a quelle di una sostanza di riferimento a una temperatura di riferimento. È stato dimostrato che i calori specifici delle sostanze consentono il calcolo dei pesi atomici dei composti. I valori di calore specifico dipendono sempre dalla fase e dalle proprietà di una sostanza e sono misurati empiricamente e disponibili per riferimento.
Le sostanze che hanno una bassa capacità termica specifica sono utilizzate in pentole come bollitori, pentole, padelle e così via; questo è dovuto al fatto che quando viene applicata una piccola quantità di calore, queste sostanze si riscaldano rapidamente. Il calore specifico viene utilizzato nella costruzione di maniglie (maniglie per fornelli e bollitori), isolanti, e anche coperture per forni; perché si osserva solo un piccolo cambiamento di temperatura anche dopo l'esposizione a una quantità elevata di calore.
Cos'è la conduttività termica?
La conduttività termica si verifica per agitazione molecolare all'interno di una data sostanza. Cioè, l'energia termica viene trasportata a causa del movimento molecolare casuale. Materiali come alluminio, rame e argento hanno un'elevata conduttività termica e sono quindi buoni conduttori termici. Materiali come legno, allumina, poliuretano e polistirene hanno una bassa conduttività termica. Tali materiali sono isolanti termici.
La conduttività termica di una sostanza varia quando la sostanza cambia da una fase all'altra. Ad esempio, la conduttività termica del ghiaccio cambia quando si scioglie in acqua.
Principali differenze tra calore specifico e conduttività termica
Conclusione
Il concetto di calore specifico viene utilizzato nella produzione di utensili utilizzati per cucinare. A tale scopo vengono utilizzate sostanze a basso calore specifico. La conduttività termica viene utilizzata per scoprire i materiali isolanti e i materiali utilizzati per le applicazioni del dissipatore di calore. Anche i metalli che hanno un'elevata conduttività termica, ad esempio il rame, mostrano un'elevata conduttività elettrica. Il trasferimento di calore avviene a una velocità maggiore tra materiali ad alta conduttività termica rispetto a materiali a bassa conduttività termica.
