Calcular la capacidad calorífica

La capacidad calorífica mide la cantidad de energía que necesita agregar a algo para calentarlo un grado. Encontrar la capacidad calorífica de algo se reduce a una fórmula simple. Divida la cantidad de energía térmica suministrada por el cambio de temperatura para determinar cuánta energía se requirió por grado. Todo tiene una capacidad calorífica diferente. Fórmula: Capacidad calorífica = (energía térmica) / (cambio de temperatura)

Pasos

Método 1 de 2: Determinar la capacidad calorífica de un objeto

Imagen titulada Calcular la capacidad calorífica Paso 1
1. Conoce la fórmula de la capacidad calorífica. La capacidad calorífica de un objeto se puede calcular dividiendo la cantidad de energía térmica suministrada (E) por el cambio de temperatura correspondiente (T). Nuestra ecuación es: capacidad calorífica = E / T.
  • Ejemplo: se necesitan 2000 julios de energía para calentar un bloque 5 grados centígrados: ¿cuál es la capacidad calorífica del bloque??
  • Capacidad de calor = E / T
  • Capacidad calorífica = 2000 Joule/5 C
  • Capacidad calorífica = 400 julios por grado Celsius (J/C)
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2. Determine la diferencia de temperatura para cambios de varios grados. Por ejemplo, si quiero saber la capacidad calorífica de un bloque y sé que se necesitan 60 julios para elevar la temperatura del bloque de 8 a 20 grados, entonces necesito saber la diferencia de temperatura para determinar la capacidad calorífica. Como 20 - 8 = 12, el cambio de temperatura del bloque es de 12 grados. Por lo tanto:
  • Capacidad de calor = E / T
  • Capacidad calorífica del bloque = 60 Joule / (20C - 8C)
  • 60 julios/12 C
  • Capacidad calorífica del bloque = 5 J/C
  • Imagen titulada Calcular la capacidad calorífica Paso 3
    3. Coloque las unidades correctas después de su respuesta para darle significado. Una capacidad calorífica de 300 no significa nada si no sabes cómo se midió. La capacidad calorífica se puede medir por la energía requerida por grado. Entonces, si medimos la energía en Joules y el cambio de temperatura en grados Celsius, nuestra respuesta final es cuantos joules se necesitan por grado centigrado. Entonces damos nuestra respuesta como 300 J/C o 300 Joules por grado Celsius.
  • Si mide la energía térmica en calorías y la temperatura en Kelvin, la respuesta anterior sería 300 C/K.
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    4. Sepa que esta ecuación también se aplica a los objetos que se enfrían. Cuando algo se enfría dos grados, pierde exactamente la misma cantidad de calor que ganaría si se calienta dos grados. Entonces, si le preguntan: `¿Cuál es la capacidad calorífica de un objeto si pierde 50 julios de energía y se enfría 5 grados centígrados?, todavía puede usar nuestra ecuación:
  • Capacidad calorífica: 50 J/5 C
  • Capacidad calorífica = 10 J/C
  • Método 2 de 2: usar calor específico

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    1. El calor específico se refiere a la energía necesaria para hacer que un gramo de una sustancia sea un grado más caliente. Cuando conoces la capacidad calorífica de una unidad de algo (1 gramo, 1 onza, 1 kilo, etc.).), entonces has encontrado el calor específico de este objeto. El calor específico te dice ¿Cuánta energía se necesita para elevar la temperatura de cada unidad en un grado?. Por ejemplo, se necesitan 0,417 julios de energía para calentar 1 gramo de agua 1 grado Celsius. Entonces el calor específico del agua es 0.417 J/C por gramo.
    • El calor específico de un material es constante. Eso significa que agua clara siempre tiene el mismo calor específico – 0.417 J/C.
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    2. Usar la fórmula de la capacidad calorífica para encontrar el calor específico de algo. Esto es fácil: divide tu respuesta final por la masa del objeto o sustancia. Esto le dice cuánta energía se necesitaría para cada parte del objeto, como cuántos julios se necesitan para cambiar la temperatura en solo un gramo de hielo.
  • Ejemplo: `Tengo 100 gramos de helado. Se necesitan 406 julios para elevar la temperatura del hielo 2 grados centígrados. ¿Cuál es el calor específico del hielo??``
  • Capacidad calorífica para 100 g de hielo = 406 J / 2 C
  • Capacidad calorífica para 100 g de hielo = 203 J/C
  • Capacidad calorífica para 1 g de hielo = 2,03 J/C por gramo
  • Si encuentra esto confuso, piénselo de esta manera: se necesitan 2,03 julios para aumentar la temperatura de un gramo de hielo en un grado. Entonces, si necesitamos 100 gramos de hielo, necesitamos 100 veces el Joule para calentarlo todo.
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    3. Use el calor específico para calcular cuánta energía se necesita para elevar un solo material a una temperatura dada. El calor específico de algo te dice cuánta energía se necesita para elevar una unidad (generalmente 1 gramo) 1 grado. Para encontrar el calor necesario para calentar un objeto, simplemente multiplique todas las partes. Energía requerida = masa x calor específico x cambio de temperatura. La respuesta siempre está en una unidad de energía, como Joule.
  • Ejemplo: `Si el calor específico del aluminio es 0,902 julios por gramo, ¿cuántos julios se necesitan para calentar 5 gramos de aluminio 2 grados centígrados??
  • Energía requerida = 5 g x 0,902 J/C x 2 C
  • Energía requerida = 9,2 J
  • Imagen titulada Calcular la capacidad calorífica Paso 8
    4. Conocer el calor específico de sustancias comunes. Para practicar, aprenderá los principales calores específicos que puede encontrar en una prueba o en la vida real. ¿Qué puedes aprender de eso?? Tenga en cuenta, por ejemplo, que el calor específico de los metales es mucho más bajo que el de la madera; por eso, una cuchara de metal se calienta más rápido que una de madera en una taza de chocolate caliente. Un calor específico más bajo significa que un objeto se calienta más rápido.
  • Agua: 4.179 J/C
  • Aire: 1,01 J/C
  • Madera: 1.76
  • Aluminio: 0,902 J/C
  • Oro: 0,129 J/C
  • Hierro: 0,450 J/C
  • Consejos

    • la s.I.-la unidad de capacidad calorífica es Joule por Kelvin, no solo Joule
    • El cambio de temperatura se anota como ∆ (delta) T, no solo con T (digamos: 30 delta K y no 30 K)
    • El calor (energía) tiene el Joule como S.I.-unidad

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