El calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para aumentar la temperatura de un material en un grado Celsius o Kelvin. Estos tres problemas de ejemplo de calor específico mostrarán cómo encontrar el calor específico de un material u otra información que involucre el calor específico.
Ecuación de calor específico
La ecuación más comúnmente asociada con el calor específico es
Q = mcΔT
donde
Q = Energía térmica
m = masa
c = calor específico
ΔT = cambio de temperatura = (T final – T inicial )
Una buena forma de recordar esta fórmula es Q = «em cat»
Básicamente, esta ecuación se usa para determinar la cantidad de calor agregada a un material para elevar la temperatura en cierta cantidad (o la cantidad perdida a medida que el material se enfría).
Esta ecuación solo se aplica a los materiales que permanecen en el mismo estado de materia (sólido, líquido o gas) a medida que cambia la temperatura. Los cambios de fase requieren consideraciones energéticas adicionales.
Problema de ejemplo de calor específico: encuentre la cantidad de calor
Pregunta : Un cubo de 500 gramos de plomo se calienta de 25 ° C a 75 ° C. ¿Cuánta energía se requirió para calentar el plomo? El calor específico del plomo es de 0,129 J / g ° C.
Solución : Primero, veamos las variables que conocemos.
m = 500 gramos
c = 0,129 J / g ° C
ΔT = (T final – T inicial ) = (75 ° C – 25 ° C) = 50 ° C
Inserte estos valores en la ecuación de calor específico de arriba.
Q = mcΔT
Q = (500 gramos) · (0,129 J / g ° C) · (50 ° C)
Q = 3225 J
Respuesta : Se necesitaron 3225 julios de energía para calentar el cubo de plomo de 25 ° C a 75 ° C.
Problema de ejemplo de calor específico: encuentre el calor específico
Pregunta: Una bola de metal de 25 gramos se calienta a 200 ° C con 2330 julios de energía. Cual es el calor específico del metal?
Solución : enumere la información que conocemos.
m = 25 gramos
ΔT = 200 ° C
Q = 2330 J
Colócalos en la ecuación de calor específico.
Q = mcΔT
2330 J = (25 g) c (200 ° C)
2330 J = (5000 g ° C) c
Dividir ambos lados por 5000 g ° C
c = 0,466 J / g ° C
Respuesta : El calor específico del metal es 0.466 J / g ° C.
Problema de ejemplo de calor específico: encuentre la temperatura inicial
Pregunta: Se deja enfriar a 100 ° C un trozo de cobre caliente de 1 kg . Si el cobre emitió 231 kJ de energía, ¿cuál fue la temperatura inicial del cobre? El calor específico del cobre es de 0,385 J / g ° C.
Solución : enumere nuestras variables dadas:
m = 1 kg
T final = 100 ° C
Q = -231 kJ (El signo negativo es porque el cobre se está enfriando y perdiendo energía)
c = 0.385 J / g ° C
Necesitamos hacer que nuestras unidades sean consistentes con las unidades de calor específicas, así que convierta las unidades de masa y energía.
m = 1 kg = 1000 gramos
1 kJ = 1000 J
Q = -231 kJ · (1000 J / kJ) = -231000 J
Inserte estos valores en la fórmula de calor específico.
Q = mcΔT
-231000 J = 1000 g · (0,385 J / g ° C) · ΔT
-231000 J = 385 J / ° C · ΔT
ΔT = -600 ° C
ΔT = (T final – T inicial )
Introduzca los valores de ΔT y T final .
-600 ° C = (100 ° C – T inicial )
Restar 100 ° C a ambos lados de la ecuación.
-600 ° C – 100 ° C = – T inicial
-700 ° C = – T inicial
T inicial = 700 ° C
Respuesta : La temperatura inicial del trozo de cobre fue de 700 ° C.
Aprende más en nuestro blog.