¿Qué toma más energía para calentar: aire o agua? ¿Qué tal el agua versus el metal o el agua versus otro líquido como la gaseosa?

Estas preguntas y muchas otras están relacionadas con una propiedad de la materia llamada calor específico. El calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en un grado Celsius.

Por lo tanto, se necesita más energía para calentar el agua que el aire porque el agua y el aire tienen diferentes calores específicos.

TL; DR (demasiado largo; no leído)

Use la fórmula:

Q \u003d mcΔT, también escrito Q \u003d mc (T - t ₀₎

para encontrar la temperatura inicial (t _{0) en un problema de calor específico.}

De hecho, el agua tiene uno de los calores específicos más altos de cualquier sustancia "común": es 4.186 julio /gramo ° C. Es por eso que el agua es tan útil para moderar la temperatura de la maquinaria, los cuerpos humanos e incluso el planeta.
Ecuación para calor específico

Puedes usar la propiedad del calor específico para encontrar la temperatura inicial de una sustancia. La ecuación para el calor específico generalmente se escribe:

Q \u003d mcΔT

donde Q es la cantidad de energía calorífica agregada, m es la masa de la sustancia, c es calor específico, una constante y ΔT significa "cambio de temperatura".

¡Asegúrese de que sus unidades de medida coincidan con las unidades utilizadas en la constante de calor específica! Por ejemplo, a veces el calor específico puede usar Celsius. Otras veces, obtendrá la unidad SI para temperatura, que es Kelvin. En estos casos, las unidades para calor específico serán Julios /gramo ° C o Julios /gramo K. Lo mismo podría ocurrir con gramos versus kilogramos para la masa, o Julios para Bmu para energía. Asegúrese de verificar las unidades y realizar las conversiones necesarias antes de comenzar.
Usar calor específico para encontrar la temperatura inicial

ΔT también se puede escribir (T - t _{0), o el de una sustancia nueva temperatura menos su temperatura inicial. Entonces, otra forma de escribir la ecuación para el calor específico es:}

Q \u003d mc (T - t ₀₎

Entonces, esta forma reescrita de la ecuación hace que sea sencillo encontrar la temperatura inicial . Puede conectar todos los demás valores que le hayan dado, luego resolver t _0.

Por ejemplo: supongamos que agrega 75.0 julios de energía a 2.0 gramos de agua, elevando su temperatura a 87 ° C. El calor específico del agua es 4.184 ^{Julios /gramo ° C. ¿Cuál fue la temperatura inicial del agua?}

Inserte los valores dados en su ecuación:

75.o J \u003d 2.0 gx (4.184 J /g ° C) x (87 ° C - t _0).

Simplificar:

75.o J \u003d 8.368 J /° C x (87 ° C - t _0).

8.96 ° C \u003d (87 ° C - t ₀₎

78 ° C \u003d t _{0.
Cambios específicos de calor y fase}

Hay una excepción importante para tenga en cuenta. La ecuación de calor específica no funciona durante un cambio de fase, por ejemplo, de un líquido a un gas o de un sólido a un líquido. Esto se debe a que toda la energía extra que se bombea se usa para el cambio de fase, no para aumentar la temperatura. Por lo tanto, la temperatura se mantiene plana durante ese período, eliminando la relación entre energía, temperatura y calor específico en esa situación.