Di Lee Johnson
Aggiornato il 30 agosto 2022

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TL;DR

Utilizza la formula Q =mcΔT per calcolare il calore assorbito.

• D =calore assorbito (J)
• m =massa della sostanza (kg)
• c =capacità termica specifica (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =variazione di temperatura (°C)

Fondamenti termodinamici

La prima legge della termodinamica afferma che la variazione di energia interna di un sistema è uguale al calore aggiunto più il lavoro svolto su di esso. Il calore è una forma di trasferimento di energia che avviene solo tra corpi a temperature diverse; scorre spontaneamente dal caldo al freddo. Comprendere questi principi è essenziale per calcoli accurati del calore.

Capacità termica specifica

Capacità termica specifica, indicata con c , quantifica quanta energia è necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di 1 kg di materiale. I valori tipici includono:

• Acqua:4181Jkg⁻¹°C⁻¹
• Piombo:128Jkg⁻¹°C⁻¹

Un c più alto significa che il materiale richiede più energia per cambiare temperatura.

Calcolo dell'assorbimento di calore

Applica la semplice relazione Q =mcΔT . Determinare innanzitutto la variazione di temperatura:ΔT =T_finale – T_iniziale.

Esempio:aumentare 2 kg di acqua da 10°C a 50°C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2kg × 4181Jkg⁻¹°C⁻¹ × 40°C =334480J (≈334,5kJ)

Pertanto sono necessari circa 334,5 kJ di calore.

Coerenza e conversione delle unità

Le capacità termiche specifiche possono essere visualizzate in unità alternative:joule per grammo per °C, calorie per grammo per °C o joule per mole per °C. Mantieni le unità coerenti durante tutto il calcolo. Ad esempio, se c è espresso in Jg⁻¹°C⁻¹, utilizzare la massa in grammi; se è in Jmol⁻¹°C⁻¹, esprimere la massa in moli. Le differenze di temperatura misurate in Kelvin sono numericamente identiche alle differenze in Celsius, quindi ΔT può essere utilizzato direttamente.

Quando converti tra unità di energia, ricorda:1 caloria =4,184 J.