Definición de calor específico

El concepto de calor específico se emplea en el ámbito de la física con referencia al calor que requiere una sustancia por unidad de masa para lograr incrementar su temperatura en un grado Celsius.

Calor específico

Para comprender la noción, por lo tanto, debemos tener varias ideas en claro. Se llama calor, en el contexto de la física, a la energía que se traslada de un cuerpo hacia a otro, provocando cambios de estado y una dilatación. La masa, por otra parte, es una magnitud física que hace referencia a la cantidad de materia que está presente en un cuerpo. La temperatura, por último, es otra magnitud física, en este caso orientada al nivel de calor que tiene el ambiente o un cuerpo.

Si tomamos estos conceptos y los vinculamos a la definición que mencionamos en el primer párrafo, podemos advertir que el calor específico es la energía que necesita una unidad de masa de una sustancia para aumentar su calor en un grado Celsius.

El calor específico, que puede representarse con una letra C minúscula (c), suele estar vinculado a la temperatura inicial de la sustancia. Se trata de una propiedad intensiva de la materia: no está relacionada con su cantidad o tamaño.

A medida que crece el calor específico de una sustancia, se necesita de una mayor cantidad de calor para lograr el aumento de la temperatura. Si tomamos el caso de sustancias en estado gaseoso, podremos notar que el nitrógeno tiene un calor específico másico superior al del oxígeno. Por lo tanto se necesita más energía para lograr el incremento de calor en una unidad de masa de nitrógeno que de oxígeno.

El origen de la denominación de este concepto se encuentra en las investigaciones del físico escocés Joseph Black, quien llevó a cabo diversos experimentos calorimétricos y acuñó la frase “capacidad para el calor”. La calorimetría, por su parte, es la rama de la física que tiene el objetivo de medir el calor en un cambio de estado o una reacción química haciendo uso de un instrumento conocido con el nombre de calorímetro.

Es importante tener en cuenta que Joseph Black nació en el año 1728 y que falleció un año antes del comienzo del siglo XIX, por lo cual la visión que la ciencia tenía de estos y otros fenómenos era muy diferente a la actual. Por ejemplo, la termodinámica y la mecánica se tomaban como ciencias independientes, y esto nos lleva a pensar que el término “calor específico”, concebido por aquel entonces, no es del todo coherente con las ideas actuales de la ciencia; sin embargo, dado que se ha arraigado en la comunidad, continúan usándolo sin modificarlo.

Con respecto a las ecuaciones que debemos utilizar para calcular el valor de calor específico, podemos decir que la capacidad calorífica específica media (la cual se representa con el símbolo ĉ) corresponde a un intervalo de temperaturas definido de la siguiente manera: ĉ = Q / mΔT.

La variable Q representa la energía que se transfiere entre dos sistemas o entre uno y su entorno, en forma de calor. m, por su parte, corresponde a la masa del sistema (si estuviésemos tratando el calor específico molar, entonces deberíamos usar la letra n). Por último se encuentra la delta de temperaturas (ΔT), es decir el aumento de temperatura que atraviesa el sistema. No debemos olvidar que las dos variables que se encuentran después del signo de división deben multiplicarse entre sí (m por ΔT).

En ingeniería, la medición del calor específico suele tener como cantidad de sustancia la masa, tanto en kilogramos como en gramos. En química, por otro lado, es conveniente usar la unidad mol.

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Referencias

Autores: Julián Pérez Porto y Ana Gardey. Publicado: 2016. Actualizado: 2017.
Definicion.de: Definición de calor específico (https://definicion.de/calor-especifico/)

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