Calor específico frente a calor específico molar: diferencia y comparación

Los termómetros sensibles suelen estar hechos de materiales que tienen un calor específico pequeño. Las sustancias de almacenamiento de calor están hechas de materiales con alto calor específico.

Los fenómenos naturales como la brisa terrestre y marina también son el resultado de procedimientos de intercambio de calor. Las aplicaciones del calor específico y del calor específico molar son muchas. Sin embargo, hay una gran diferencia entre ellos.

Puntos clave

1. El calor específico es la cantidad requerida para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado Celsius.
2. El calor específico molar es la cantidad requerida para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en un grado Celsius.
3. El calor específico y molar específico se mide en unidades de julios por gramo grado Celsius o julios por mol grado Celsius.

Calor específico vs calor específico molar

Calor especifico se define como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado Celsius/Kelvin. Molar-calor especifico es la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en un grado Celsius/Kelvin.

Calor especifico se toma como una propiedad intensiva porque es la capacidad calorífica de una sustancia de unidad de masa independiente de su masa.

Generalmente, los metales y la arena tienen un calor específico bajo, por lo que se calientan rápidamente. Por otro lado, el agua tiene un calor específico significativamente alto, por lo que se necesita mucho tiempo para un pequeño aumento de temperatura.

El calor específico molar se toma como una propiedad extensiva porque es la capacidad calorífica de una sustancia de 1 mol, que depende de su masa. El calor específico molar se divide nuevamente en dos tipos.

En el caso de los gases, tienen dos calores específicos molares. Se denota por cm y tiene el sistema métrico de J·kg^-1•mol^-1.

Tabla de comparación

Parámetros de comparación	Calor especifico	Calor específico molar
Definición	Calor específico: Es la cantidad de energía calorífica requerida por una sustancia de unidad de masa para aumentar su temperatura en 1°C (o 1K).	Es la proporción de energía térmica preferida por 1 mol de la sustancia para aumentar su temperatura en 1°C (o 1K).
Fórmula	La fórmula del calor específico es: Q = MCT.	La fórmula del calor específico molar es: cM = q/n∆T
Unidad SI	J·kg-1• K-1.	En unidades SI, el calor específico molar se representa como J•K-1•mol-1.
Denotado por	Se denota por c.	Se denota por cm.
Factores de los que depende	El cierto calor de una sustancia depende de tres factores: Cambio de temperatura Naturaleza de la sustancia en el sistema La fase de la sustancia en el sistema.	El calor específico molar de una sustancia depende de los tres factores siguientes: La temperatura de la sustancia Naturaleza de la sustancia Condiciones de aplicación del calor.

¿Qué es el calor específico?

Al sacar una sandía del refrigerador, se puede notar que la temperatura de la sandía se mantiene igual por un tiempo, incluso después de haber estado expuesta al ambiente exterior.

Esto se debe a que el calor específico de las capas interna y externa es diferente. El calor específico puede definirse como la cantidad de energía calorífica que necesita una sustancia de unidad de masa para aumentar su temperatura en 1°C (1K).

Por lo tanto, un objeto con calor específico alto requiere comparativamente más calor que otras sustancias para un aumento de temperatura diminuto.

Hablando de manera inversa, también se puede concluir que los objetos y sustancias con calor específico alto requerirán mucho tiempo para desanimarse. Eso es porque la sustancia u objeto requeriría perder más calor por un minuto de caída de temperatura. 

Como la sandía tiene agua, que tiene un calor específico significativamente alto de 4180 J•kg^-1• K^-1, se mantiene fresco sin mucho cambio de temperatura durante algún tiempo, incluso después de sacarlo del refrigerador.

La fórmula para el calor específico es Q = MCT, donde Q se refiere a la energía térmica, m se refiere a la masa de la sustancia, c se refiere a la capacidad calorífica específica de la sustancia y T se refiere al cambio de temperatura deseado. 

Hay varias aplicaciones de calor específico en nuestra vida diaria. Los instrumentos de cocina y los elementos esenciales, como los utensilios, están hechos de sustancias con un calor específico pequeño. Es porque estos materiales necesitan una pequeña cantidad de calor para calentarse.

Además, los mangos de las teteras también están hechos de dichos materiales para provocar cambios de temperatura apropiados sin calentar demasiado. El calor específico también juega un papel vital en el mantenimiento del clima de nuestro planeta.

¿Qué es el calor específico molar?

En el caso de los gases, el punto de moles es más aceptable que el punto de masa. Por lo tanto, el calor específico molar es la cantidad de energía térmica que necesita 1 mol de la sustancia para aumentar su temperatura en 1°C (o 1K).

La fórmula para el calor específico molar es cm = q/n∆T, donde ∆q se refiere a la energía térmica en julios, n se refiere al número de moles y ∆T se refiere al cambio de temperatura.  

Profundizando más, la capacidad calorífica específica de un molar es de dos tipos; a un volumen constante y a una presión constante.

Cuando la presión es constante, se indica por Cp, que se refiere al calor específico obtenido por el calentamiento de una sustancia sólida a una presión continua.

Cuando la presión es constante, se indica con Cv, que se refiere al calor específico obtenido por el calentamiento de una sustancia sólida a volumen constante. 

La relación entre Cp y Cv es Cp – Cv = nR. Sin embargo, esta relación es válida únicamente bajo presión constante.

Principales diferencias entre el calor específico y el calor específico molar

1. El calor específico es la cantidad de energía térmica que necesita una sustancia de unidad de masa para aumentar su temperatura en 1°C (o 1K). Por otro lado, el calor específico molar es la cantidad de energía calorífica que necesita 1 mol de la sustancia para aumentar su temperatura en 1°C (o 1K).
2. El calor específico se denota por c. Por otro lado, el calor específico molar se denota por cm.
3. La fórmula para el calor específico es Q = mcT. Mientras que la fórmula para el calor específico molar es cm = q/n∆T.
4. La unidad SI de calor específico es J•kg^-1• K^-1, mientras que la unidad SI de calor específico molar es J•K^-1•mol^-1.
5. El cierto calor de una sustancia depende del cambio de temperatura, la naturaleza de la sustancia en el sistema, la fase de la sustancia en el sistema. Por otro lado, el calor específico molar de una sustancia depende de la temperatura de la sustancia, la sustancia, la naturaleza de la sustancia y las condiciones de aplicación de calor.

Referencias

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100837a022
2. https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.27.2747

Última actualización: 11 de junio de 2023