I termometri sensibili sono più comunemente realizzati con materiali con un calore specifico ridotto. Le sostanze di accumulo di calore sono realizzate con materiali ad alto calore specifico. Anche i fenomeni naturali come la brezza terrestre e marina sono il risultato di procedure di scambio termico. Le applicazioni del calore specifico e del calore specifico molare sono molteplici. Tuttavia, c'è una grande differenza tra loro.
Calore specifico vs Calore specifico molare
La differenza tra calore specifico e calore specifico molare è che il calore specifico si riferisce alla capacità termica di una sostanza di massa unitaria, il calore specifico molare si riferisce alla capacità termica di una sostanza di 1 mole. Inoltre, mentre il calore specifico dipende dalla fase della sostanza nel sistema, il calore specifico molare ne è indipendente.
Il calore specifico è considerato una proprietà intensiva perché è la capacità termica di una sostanza di massa unitaria che è indipendente dalla massa della sostanza. Generalmente, i metalli e la sabbia hanno un calore specifico basso, quindi si riscaldano rapidamente. D'altra parte, l'acqua ha un calore specifico significativamente elevato, a causa del quale ci vuole molto tempo per un piccolo aumento di temperatura.
Il calore specifico molare è considerato una proprietà estensiva perché è la capacità termica di una sostanza di 1 mole, che dipende dalla sua massa. Il calore specifico molare è di nuovo diviso in due tipi. Nel caso dei gas, hanno due calori specifici molari. È generalmente indicato con cm e ha il sistema metrico di J•kg-1•mol-1.
Tabella di confronto tra calore specifico e calore specifico molare
| Parametri di confronto | Calore specifico | Calore specifico molare |
| Definizione | Calore specifico: è la quantità di energia termica richiesta da una sostanza di massa unitaria per aumentare la sua temperatura di 1°C (o 1K). | È la proporzione di energia termica preferita da 1 mole della sostanza per aumentare la sua temperatura di 1°C (o 1K). |
| Formula | La formula per il calore specifico è: Q = MCT. | La formula per il calore specifico molare è: cM = q/n∆T |
| Unità SI | J•kg-1•K-1. | Nelle unità SI, il calore specifico molare è rappresentato come J•K-1•mol-1. |
| Denotato da | È indicato con c. | Si indica con cm. |
| Fattori da cui dipende | Il calore certo di una sostanza dipende da tre fattori: Variazione di temperatura Natura della sostanza nel sistema La fase della sostanza nel sistema. | Il calore specifico molare di una sostanza dipende dai seguenti tre fattori: La temperatura della sostanza La natura della sostanza Le condizioni di applicazione del calore. |
Che cos'è il calore specifico?
Tirando fuori un'anguria dal frigorifero, si può notare che la temperatura dell'anguria rimane la stessa per qualche tempo, anche dopo essere stata esposta all'ambiente esterno. Questo perché il calore specifico di entrambi gli strati interno ed esterno è diverso. Il calore specifico può essere definito come la quantità di energia termica necessaria a una sostanza di massa unitaria per aumentare la sua temperatura di 1°C (1K).
Pertanto, un oggetto con un calore specifico elevato richiede relativamente più calore di altre sostanze per un minimo aumento di temperatura. Parlando al contrario, si può anche concludere che oggetti e sostanze ad alto calore specifico richiederanno molto tempo per perdersi d'animo. Questo perché la sostanza o l'oggetto richiederebbe di perdere più calore per un minimo calo di temperatura.
Poiché l'anguria contiene acqua, che ha un calore specifico significativamente elevato di 4180 J•kg-1•K-1, si mantiene fresco senza grandi sbalzi di temperatura per qualche tempo, anche dopo essere stato tolto dal frigorifero. La formula per il calore specifico è Q = MCT, dove Q si riferisce all'energia termica, m si riferisce alla massa della sostanza, c si riferisce alla capacità termica specifica della sostanza e T si riferisce alla variazione di temperatura desiderata.
Ci sono varie applicazioni del calore specifico nella nostra vita quotidiana. Gli strumenti da cucina e gli elementi essenziali come gli utensili sono fatti di sostanze con un piccolo calore specifico. È perché questi materiali hanno bisogno di una bassa quantità di calore per riscaldarsi. Inoltre, anche i manici dei bollitori sono realizzati con materiali tali da provocare un'appropriata variazione di temperatura senza molto riscaldamento. Anche il calore specifico svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento del clima del nostro pianeta.
Cos'è il calore specifico molare?
Nel caso dei gas, il punto delle moli è più accettabile del punto della massa. Pertanto, il calore specifico molare è la quantità di energia termica necessaria a 1 mole della sostanza per estendere la sua temperatura di 1°C (o 1K). La formula per il calore specifico molare è cm = q/n∆T, dove ∆q si riferisce all'energia termica in joule, n si riferisce al numero di moli e ∆T si riferisce alla variazione di temperatura.
L'immersione più profonda, la capacità termica specifica molare è di due tipi; a volume costante e a pressione costante. Quando la pressione è costante è indicata con Cp, che si riferisce al calore specifico ottenuto per riscaldamento di una sostanza solida a pressione continua. Quando la pressione è costante, è indicata da Cv, che si riferisce al calore specifico ottenuto per riscaldamento di una sostanza solida a volume costante.
La relazione tra Cp e Cv è Cp – Cv = nR. Tuttavia, questa relazione è valida solo a pressione costante.
Principali differenze tra calore specifico e calore specifico molare
Conclusione
Si può misurare il calore specifico e il calore specifico molare delle sostanze mediante calorimetria, che si riferisce al processo di misurazione dello scambio termico in vari processi. Per misurare la quantità di scambio termico in atto, viene utilizzato un calorimetro.
Calorimetri vari, quali calorimetri adiabatici, calorimetri a reazione, calorimetri bomba, calorimetri adiabatici e droperidol, calorimetri tipo Calvet, ecc. Il calorimetro utilizzato è generalmente ben isolato. Viene fatto principalmente per evitare qualsiasi scambio di calore tra l'ambiente e il calorimetro. Le misure calorimetriche sono accettate e riconosciute in tutto il mondo.
