Il calore specifico si riferisce alla quantità totale di energia termica necessaria a un'unità di qualsiasi sostanza per aumentare la sua temperatura di 1°C.
D'altra parte, la conducibilità termica è la capacità di un dato materiale di trasferire o condurre energia termica attraverso di esso.
Punti chiave
- Il calore specifico misura la capacità di un materiale di immagazzinare energia termica, mentre la conducibilità termica descrive quanto bene un materiale conduce il calore.
- Una sostanza con un elevato calore specifico può assorbire più calore senza subire un cambiamento significativo di temperatura, mentre un materiale con un'elevata conduttività termica trasferisce il calore rapidamente.
- Diverse applicazioni richiedono diverse combinazioni di calore specifico e conducibilità termica, a seconda di fattori come l'isolamento, lo scambio termico e la stabilità della temperatura.
Calore specifico vs conducibilità termica
Il calore specifico è la quantità di energia termica necessaria per aumentare la temperatura di un'unità di massa di una sostanza di un grado Celsius o Kelvin. La conduttività termica è la capacità di un materiale di condurre il calore ed è una misura della velocità con cui il calore può passare attraverso un materiale da un punto all'altro.
Il calore specifico viene misurato in calorie o joule per grammo per grado Celsius. Occasionalmente, il rapporto delle capacità termiche specifiche di una sostanza a una particolare temperatura rispetto a quelle di una sostanza di riferimento a una temperatura di riferimento è anche definito calore specifico. La formula per calcolare il calore specifico è:
c = ΔQmAT
where
c indica il calore specifico di una sostanza
ΔQ si riferisce al calore guadagnato o perso dalla sostanza,
m si riferisce alla massa della sostanza, e
ΔT si riferisce alla variazione di temperatura della sostanza.
La conduttività termica è uno dei tre processi di trasferimento del calore: convezione, conduzione, e radiazioni. La sua unità è Watt per metro Kelvin. La conduttività termica dipende da alcuni fattori, come la temperatura, il contenuto di umidità e la densità di un materiale.
K = (QL) / (A∆T)
where
K si riferisce alla conducibilità termica (W/mK),
Q si riferisce alla quantità di calore trasferita attraverso un materiale (Joule/secondo o Watt),
L si riferisce alla distanza tra due piani isotermici,
A si riferisce alla superficie (metri quadrati), e
ΔT si riferisce alla differenza di temperatura (Kelvin).
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Calore specifico | Conduttività termica |
|---|---|---|
| Definizione | Il calore specifico si riferisce alla quantità totale di energia termica necessaria a un'unità di qualsiasi sostanza per aumentare la sua temperatura di 1°C. | La conducibilità termica si riferisce alla capacità del materiale dato di trasferire l'energia termica attraverso di esso. |
| Simbolo | Il calore specifico è indicato come cp or s. | La conducibilità termica è indicata da K. |
| Unità | Il calore specifico è misurato in calorie o joule per grammo per grado Celsius o Kelvin (J/(kg K) o J/(kg °C)). | L'unità per la conducibilità termica è watt per metro-kelvin (W/(m⋅K)). |
| Formula | c = ΔQmAT | K = (QL) / (A∆T) |
| Fattori che influenzano | Il calore specifico dipende dal tipo e dalla fase di una sostanza. | La conduttività termica dipende principalmente dalla temperatura e dalla direzione di trasferimento del calore. |
| Valori sperimentali per alcuni composti | Il calore specifico dell'acqua è di 4,186 joule per chilogrammo per grado Celsius mentre quello del legno è di 1,700 joule per chilogrammo per grado Celsius. | La conduttività termica dell'acqua a 0°C è di 0.5610 W/(m·K) mentre quella del legno è di 0.12–0.04 W/(mk). |
| Applicazioni | Sostanze che hanno basse capacità di calore specifico sono utilizzate in pentole come bollitori e padelle. | I materiali ad alta conduttività termica vengono utilizzati nelle applicazioni dei dissipatori di calore, mentre i materiali a bassa conduttività termica vengono utilizzati come isolanti termici. |
Cos'è il calore specifico?
Il calore specifico è anche noto come capacità termica massiva. Può anche riferirsi al rapporto tra le capacità termiche specifiche di una sostanza a una data temperatura e quelle di una sostanza di riferimento a una temperatura di riferimento.
È stato dimostrato che i calori specifici delle sostanze consentono il calcolo dei pesi atomici dei composti.
Calore specifico valori dipendono sempre dalla fase e dalle proprietà di una sostanza e sono misurate empiricamente e disponibili per riferimento.
Sostanze che hanno un basso potere calorifico specifico sono utilizzate in pentolame come bollitori, pentole, padelle e così via; questo è dovuto al fatto che quando viene applicata una piccola quantità di calore, queste sostanze si riscaldano rapidamente.
Il calore specifico viene utilizzato nella costruzione di maniglie (maniglie di fornelli e bollitori), isolanti e anche coperture per forni; perché si osserva solo un piccolo cambiamento di temperatura anche dopo un'elevata esposizione al calore.
Cos'è la conducibilità termica?
La conducibilità termica si verifica per agitazione molecolare all'interno di una data sostanza. Cioè, l'energia termica viene trasportata a causa del movimento molecolare casuale.
Materiali come alluminio, rame e argento hanno un'elevata conduttività termica e una buona conducibilità termica.
Materiali come legno, allumina, poliuretano e polistirene hanno basse conducibilità termiche.
Tali materiali sono isolanti termici.
La conduttività termica di una sostanza varia quando la sostanza cambia da una fase all'altra. Ad esempio, la conducibilità termica del ghiaccio cambia quando si scioglie in acqua.
Principali differenze tra calore specifico e conducibilità termica
- Il calore specifico si riferisce al calore trattenuto in un sistema, mentre la conduttività termica si riferisce al trasferimento di calore all'interno di un sistema o tra sistemi diversi.
- La conduttività termica è espressa dal simbolo 'k', ma può anche essere indicata con 'λ' e 'κ'. Il calore specifico è indicato come c or s.
- Il calore specifico dipende dal tipo e dalla fase di un materiale in esame, mentre la conducibilità termica dipende dalla temperatura, dal contenuto di umidità e dalla densità di un materiale.
- Il calore specifico viene misurato utilizzando la massa, la variazione di temperatura e il calore guadagnato o perso da una sostanza. La conducibilità termica viene misurata utilizzando la differenza di temperatura, la quantità di calore trasferito attraverso il materiale, la distanza tra i piani e l'area della superficie.
- Il calore specifico è la capacità di un'unità di un composto di trattenere una particolare quantità di energia termica. La conduttività termica è il potenziale di una sostanza di trasferire energia termica.
- https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.4.2029
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3253100
Ultimo aggiornamento: 11 giugno 2023
Ho messo così tanto impegno scrivendo questo post sul blog per fornirti valore. Sarà molto utile per me, se pensi di condividerlo sui social media o con i tuoi amici/familiari. LA CONDIVISIONE È ♥️
Piyush Yadav ha trascorso gli ultimi 25 anni lavorando come fisico nella comunità locale. È un fisico appassionato di rendere la scienza più accessibile ai nostri lettori. Ha conseguito una laurea in scienze naturali e un diploma post-laurea in scienze ambientali. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
L'articolo evidenzia efficacemente le principali differenze tra calore specifico e conducibilità termica, facilitando la comprensione di questi concetti. Gli esempi pratici e le spiegazioni dettagliate lo rendono una lettura arricchente.
Assolutamente apprezzabile la chiarezza e la profondità delle spiegazioni fornite.
Gli esempi dei valori di calore specifico dell'acqua e del legno, nonché i valori di conducibilità termica dell'acqua e del legno, aiutano a comprendere le applicazioni pratiche di questi concetti. È molto istruttivo.
Sì, il contenuto è piuttosto educativo e informativo.
D'accordo, gli esempi pratici forniti migliorano la comprensione del calore specifico e della conduttività termica.
L'articolo offre una visione completa delle principali differenze tra calore specifico e conducibilità termica. Inoltre, la tabella comparativa fornisce un chiaro riepilogo dei parametri di confronto di entrambi i concetti.
La discussione dettagliata dell'articolo sul calore specifico e sulla conducibilità termica, comprese le relative definizioni, unità e fattori che influenzano, contribuisce notevolmente alla comprensione di questi concetti fondamentali. Ben scritto e informativo.
Sono completamente d'accordo. Preziosa è la spiegazione approfondita del calore specifico e della conduttività termica.
Apprezzo le formule dettagliate fornite per il calcolo del calore specifico e della conducibilità termica. Aggiunge un aspetto pratico alla discussione teorica. Molto interessante anche la sezione sui fattori che influenzano il calore specifico e la conduttività termica.
Le spiegazioni delle applicazioni di sostanze con basse capacità termiche specifiche e materiali ad alta conduttività termica forniscono un contesto reale a questi concetti. Discussione eccellente.
Questo è un articolo molto ben spiegato sul calore specifico e sulla conduttività termica. Fornisce una spiegazione chiara e dettagliata di ciascun concetto, delle relative unità, dei fattori che influenzano e di come misurarli.
Sono d'accordo, l'articolo è molto informativo e illuminante.
In effetti, le informazioni dettagliate sul calore specifico e sulla conduttività termica sono impressionanti.
Il contenuto tocca tutti gli aspetti essenziali del calore specifico e della conduttività termica, coprendone le definizioni, le formule, i fattori d'influenza, i valori sperimentali e le applicazioni. Un pezzo davvero completo e informativo.