La capacidad calorífica y la entropía son dos caras de la misma moneda. Son conceptos científicos estrechamente relacionados que son interdependientes y pueden estudiarse en relación unos con otros.
La capacidad calorífica es un concepto medible, mientras que la entropía es más abstracta.
Puntos clave
- La capacidad calorífica representa el calor requerido para cambiar la temperatura de una sustancia en un grado, mientras que la entropía mide el desorden o la aleatoriedad en un sistema.
- La capacidad calorífica es una propiedad extensiva que depende de la cantidad de sustancia, mientras que la entropía es una función de estado que depende del estado actual del sistema.
- Tanto la capacidad calorífica como la entropía juegan un papel crucial en la comprensión de la termodinámica y la predicción de los resultados de los procesos relacionados con el calor.
Capacidad de calor frente a entropía
Capacidad calorífica es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en un grado Celsius o Kelvin. La entropía es una medida del desorden o la aleatoriedad de un sistema, definida como la cantidad de energía térmica que no se puede convertir en trabajo útil cuando el sistema alcanza el equilibrio térmico.
La capacidad calorífica se refiere a la propiedad física de la materia que se atribuye a la cantidad de calor impartida a un objeto que además resulta en una diferencia en la temperatura de dicho objeto por una unidad.
La capacidad calorífica también se conoce como capacidad térmica. julio por kelvin, comúnmente escrito como J/K, se reconoce como el SI oficial de la capacidad calorífica o térmica.
La entropía se define como una cantidad termodinámica que se utiliza para representar la cantidad de energía térmica de un sistema dado que no es factible para convertirla en trabajo productivo.
Es un concepto científico que se utiliza para calcular y observar la incertidumbre, el desorden, la aleatoriedad o el caos que se observan en un sistema.
El concepto de entropía ayuda a estudiar la dirección del cambio espontáneo. La entropía es ampliamente utilizada para analizar fenómenos comunes.
Tabla de comparación
| Parámetros de comparación | Capacidad de Calor | Entropía |
|---|---|---|
| Sentido | Se refiere al cambio en la temperatura de un objeto. Este cambio es el resultado de la energía absorbida. | Es el conteo de los sistemas específicos bajo los cuales se puede encontrar un material, dados los parámetros termodinámicos conocidos. |
| Dependencia | Depende tanto del material como del proceso, mide el cambio de temperatura del objeto y puede ser tanto reversible como irreversible. | Sin embargo, independientemente de cualquier objeto o material, la mayoría de los procesos son irreversibles, lo que los hace dependientes del proceso. |
| Valor | Se puede determinar un valor absoluto de la capacidad calorífica a través de la experimentación. | El valor absoluto de la entropía no se puede determinar. Sin embargo, la entropía se puede expresar usando valores relativos. |
| Relación | La capacidad calorífica es la tasa de cambio de entropía con la temperatura. | La entropía se calcula como el llenado acumulativo de destinos energéticos entre el cero absoluto (inmóvil) y una temperatura determinada. |
| Cálculo | Q= mcΔT Q = energía térmica m = masa c = calor específico capacidad ΔT = cambio de temperatura | S= kblnΩ S = entropía kb = constante de Boltzmann ln = logaritmo natural Ω = número de configuraciones microscópicas |
¿Qué es la capacidad calorífica?
La capacidad calorífica mide la diferencia de temperatura de un objeto o material cuando el material absorbe o imparte energía.
Es la propiedad de la materia que es de naturaleza física, calculando la cantidad de energía que debe absorber dicho objeto para que produzca un cambio en su temperatura central en una sola unidad.
La capacidad calorífica se estudia como una propiedad extensiva.
El valor del calor que debe agregarse o introducirse en el objeto o material dado para elevar su temperatura varía según la temperatura inicial del producto en cuestión y la cantidad de presión que se aplica.
La cantidad de calor que se agrega también varía con las transiciones de fase, como la vaporización o la fusión.
El proceso de encontrar la capacidad calorífica es bastante simple para cualquier objeto dado.
Primero se mide el objeto, y lentamente se le introduce una cantidad específica de calor y se observa hasta que la temperatura vuelve a ser uniforme. Posteriormente, se mide y se anota el cambio de temperatura.
Este método de intentar calcular la capacidad calorífica del material funciona mejor para los gases y ofrece mediciones menos precisas en el caso de los sólidos.
La unidad SI es joule por kelvin o, alternativamente, J/K o J⋅K−1 para la capacidad calorífica. La capacidad calorífica de cualquier objeto dado es la cantidad de energía dividida por un cambio de temperatura.
¿Qué es la entropía?
La entropía es un concepto científico que se puede estudiar como una propiedad física medible. Se define como la medida cuantitativa de la aleatoriedad, el desorden o el caos en cualquier sistema dado.
Ubicado debajo termodinámica, este concepto trata de la transferencia de energía térmica dentro de un sistema.
La entropía es fundamental y juega un papel clave en la segunda ley de la termodinámica.
Mencionado por el científico e ingeniero escocés Macquorn Rankine en 1850, el concepto de termodinámica se denominó en una variedad de formas diferentes, como función termodinámica y potencial de calor.
En lugar de alguna forma de “entropía absoluta”, los físicos estudian el cambio de entropía que ocurre en un proceso termodinámico específico.
El cambio de entropía es independiente del material y dependiente del proceso, ya que ciertos procesos son irreversibles o imposibles.
Se ha observado que el cambio de entropía es proporcional a la transferencia de calor en un proceso reversible (a temperatura constante).
Sin embargo, la mayoría de los procesos son irreversibles, por lo que la cantidad depende del proceso.
La entropía cuenta el número de estados específicos en los que se puede encontrar el sistema, dados los parámetros termodinámicos conocidos.
La entropía se puede estudiar a través de dos enfoques: las perspectivas macroscópica y microscópica de la termodinámica clásica y la mecánica estadística, respectivamente.
Principales diferencias entre la capacidad calorífica y la entropía
- La diferencia entre la capacidad calorífica y la entropía es que mientras que la capacidad calorífica depende del material u objeto, como medir el cambio en su temperatura cuando el material absorbe energía, la entropía, por otro lado, no depende de ningún objeto.
- La entropía cuenta el número de estados específicos en los que se puede encontrar el sistema, dados los parámetros termodinámicos conocidos, mientras que la capacidad calorífica mide el grado de cambio de temperatura.
- La capacidad calorífica depende tanto del material como del proceso. La entropía es independiente del material y dependiente del proceso.
- La capacidad calorífica es la tasa de cambio de entropía con la temperatura. La entropía es un concepto científico conocido que mide la energía térmica del sistema en cuestión para una unidad que no está disponible para ningún trabajo de efecto.
- La capacidad calorífica tiene un valor absoluto, mientras que la entropía no tiene un valor absoluto.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01298a023
- https://newbedev.com/difference-between-heat-capacity-and-entropy
Última actualización: 13 julio, 2023
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Emma Smith tiene una maestría en inglés de Irvine Valley College. Ha sido periodista desde 2002, escribiendo artículos sobre el idioma inglés, deportes y derecho. Lee más sobre mí en ella página de biografía.
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