La differenza fondamentale tra capacità termica e calore specifico è che la capacità termica dipende dalla quantità di sostanza, mentre la capacità termica specifica è indipendente da essa.
Quando scaldiamo una sostanza, la sua temperatura aumenta e quando la raffreddiamo, la sua temperatura diminuisce. Questa differenza di temperatura è proporzionale alla quantità di calore fornita. La capacità termica e il calore specifico sono due costanti di proporzionalità che si riferiscono alla variazione di temperatura e alla quantità di calore.
Che cos'è la capacità termica?
In termodinamica, l'energia totale di un sistema è l'energia interna. L'energia interna specifica l'energia cinetica e potenziale totale delle molecole nel sistema. Possiamo modificare l'energia interna di un sistema sia lavorando sul sistema che riscaldandolo. L'energia interna di una sostanza aumenta quando aumentiamo la sua temperatura. L'importo dell'aumento dipende dalle condizioni in cui avviene il riscaldamento. Qui abbiamo bisogno di calore per aumentare la temperatura.
La capacità termica (C) di una sostanza è "la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una sostanza di un grado Celsius (o un kelvin)." La capacità termica varia da sostanza a sostanza. La quantità di sostanza è direttamente proporzionale alla capacità termica. Ciò significa che raddoppiando la massa di una sostanza, la capacità termica viene raddoppiata. Il calore di cui abbiamo bisogno per aumentare la temperatura da t1 a t2 di una sostanza può essere calcolato usando la seguente equazione.
q=C x ∆t
q=calore richiesto
∆t=t1-t2
Figura 01: Capacità termica dell'elio
L'unità di capacità termica è JºC-1 o JK-1. In termodinamica sono definiti due tipi di capacità termica; capacità termica a pressione costante e capacità termica a volume costante.
Che cos'è il 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. Possiamo definirla come "la quantità di calore richiesta per aumentare la temperatura di un grammo di una sostanza di un grado Celsius (o di un Kelvin) a pressione costante".
L'unità di calore specifico dell'acqua è Jg-1oC-1 Il calore specifico dell'acqua è molto alto, con un valore di 4.186 Jg-1oC-1 Ciò significa che per aumentare la temperatura di 1 g di acqua di 1°C, abbiamo bisogno di 4.186 J di energia termica. Questo alto valore spiega 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, si può usare la seguente equazione.
q=m x s x ∆t
q=calore richiesto
m=massa della sostanza
∆t=t1-t2
Tuttavia, l'equazione di cui sopra non si applica se la reazione comporta un cambio di fase; ad esempio, quando l'acqua passa ad una fase gassosa (al punto di ebollizione) o quando l'acqua si congela per formare ghiaccio (al punto di fusione). Questo perché il calore aggiunto o rimosso durante il cambio di fase non cambia la temperatura.
Qual è la differenza tra capacità termica e calore specifico?
La differenza fondamentale tra capacità termica e calore specifico è che la capacità termica dipende dalla quantità di sostanza mentre la capacità termica specifica è indipendente da essa. Inoltre, quando si considera la teoria, la capacità termica della quantità di calore necessaria per modificare la temperatura di una sostanza di 1°C o 1K mentre il calore specifico è il calore necessario per modificare 1 g di temperatura di una sostanza di 1°C o 1K.
Riepilogo – Capacità termica vs calore specifico
Capacità termica e calore specifico sono termini importanti in termodinamica. La differenza fondamentale tra capacità termica e calore specifico è che la capacità termica dipende dalla quantità di sostanza mentre la capacità termica specifica è indipendente da essa.
