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 implique el calor específico.

Ecuación del calor específico

La ecuación más comúnmente asociada al calor específico es

Q = mcΔT

donde
Q = Energía calorífica
m = masa
c = calor específico
ΔT = cambio de temperatura = (Tfinal – Tinitial)

Una buena forma de recordar esta fórmula es Q = «em cat»

Básicamente, esta ecuación se utiliza para determinar la cantidad de calor que se añade a un material para elevar la temperatura en cierta medida (o la cantidad que se pierde al enfriarse el material).

Esta ecuación sólo se aplica a los materiales que permanecen en el mismo estado de la materia (sólido, líquido o gas) mientras la temperatura cambia. Los cambios de fase requieren consideraciones energéticas adicionales.

Problema de ejemplo de calor específico – Hallar la cantidad de calor

Pregunta: Un cubo de plomo de 500 gramos se calienta de 25 °C a 75 °C. Cuánta energía se ha necesitado para calentar el plomo? El calor específico del plomo es de 0,129 J/g°C.

Solución: En primer lugar, vamos a las variables que conocemos.

m = 500 gramos
c = 0,129 J/g°C
ΔT = (Tfinal – Tinitial) = (75 °C – 25 °C) = 50 °C

Incorpora estos valores en la ecuación del 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 – Hallar el calor específico

Pregunta: Una bola de metal de 25 gramos se calienta a 200 °C con 2330 julios de energía. ¿Cuál es el calor específico del metal?

Solución: Enumere la información que conocemos.

m = 25 gramos
ΔT = 200 °C
Q = 2330 J

Coloque esto en la ecuación del calor específico.

Q = mcΔT

2330 J = (25 g)c(200 °C)

2330 J = (5000 g°C)c

Divide ambos lados por 5000 g°C

c = 0,466 J/g°C

Respuesta: El calor específico del metal es de 0,466 J/g°C.

Problema de ejemplo de calor específico – Hallar la temperatura inicial

Pregunta: Un trozo de cobre caliente de 1 kg se deja enfriar hasta los 100°C. Si el cobre desprende 231 kJ de energía, ¿cuál era la temperatura inicial del cobre? El calor específico del cobre es 0,385 J/g°C.

Solución: Enumera nuestras variables dadas:

m = 1 kg
Tfinal = 100 °C
Q = -231 kJ (El signo negativo se debe a que el cobre se está enfriando y perdiendo energía.)
c = 0,385 J/g°C

Necesitamos que nuestras unidades sean coherentes con las de calor específico, así que convirtamos las unidades de masa y energía.

m = 1 kg = 1000 gramos

1 kJ = 1000 J
Q = -231 kJ – (1000 J/kJ) = -231000 J

Introduzca estos valores en la fórmula del calor específico.

Q = mcΔT