Calor específico | Calculadora de capacidad calorífica
Calcula el calor, la masa, el calor específico o la variación de temperatura con Q = mcΔT. Con materiales predefinidos y unidades métricas o imperiales.
Resultado
Calor total aportado al sistema.
Propiedad extensiva (depende de la masa).
Comparación de capacidad calorífica
Cómo funciona
Esta calculadora usa la fórmula Q = mcΔT.
Despeja la ecuación según lo que quieras calcular.
Elige la variable, selecciona un material (o escribe tu propio calor específico) e introduce los valores conocidos.
Supuestos
- Presión constante: se usa el calor específico a presión constante (cp).
- Sin cambio de fase: la fórmula solo vale dentro de un mismo estado (p. ej., agua líquida).
- Material homogéneo: el objeto tiene la misma densidad y composición en todas partes.
- Temperatura uniforme: se supone que no hay diferencias de temperatura dentro del objeto.
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Calor específico y capacidad calorífica: la diferencia
Los dos términos se confunden a menudo, pero en termodinámica no son lo mismo:
- El calor específico (c) es una propiedad intensiva: el calor necesario para subir un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia, por ejemplo 1 gramo. El agua tiene el mismo calor específico en una gota que en un océano.
- La capacidad calorífica (C) es una propiedad extensiva: el calor necesario para subir un grado la temperatura de un objeto entero. Depende de la masa: C = m · c. Una piscina tiene mucha más capacidad calorífica que un vaso de agua, aunque los dos sean agua.
La calculadora muestra las dos. El resultado principal es la variable que eliges, y debajo aparece la capacidad calorífica del objeto en J/°C (o BTU/°F en el sistema imperial).
La fórmula Q = m · c · ΔT
Q = m · c · ΔT
- Q = calor (julios, kilojulios, calorías o BTU)
- m = masa (gramos, o libras en el sistema imperial)
- c = calor específico (J/g·°C, o BTU/lb·°F)
- ΔT = variación de temperatura (temperatura final − temperatura inicial)
Elige en «Quiero calcular» cuál de las cuatro variables buscas y la calculadora despeja la fórmula: m = Q ÷ (c · ΔT), c = Q ÷ (m · ΔT) o ΔT = Q ÷ (m · c). La temperatura se puede escribir como ΔT directamente o como temperatura inicial y final. Si Q y ΔT tienen signos opuestos, la calculadora te avisa, porque un cuerpo que gana calor no puede enfriarse.
Ejemplo: calentar agua
Situación: quieres calentar 100 g de agua de 20 °C a 30 °C.
Cálculo: Q = 100 g × 4,184 J/g·°C × 10 °C = 4184 J, unos 4,2 kJ o 1000 cal. La capacidad calorífica de esos 100 g es de 418,4 J/°C. Son los valores con los que se abre la calculadora.
Si el calor sale negativo, el cuerpo cede energía y se enfría.
Calor específico de materiales comunes
Estos son los valores que usan los materiales predefinidos de la calculadora. Si tu material no está, elige «Material personalizado» y escribe su calor específico.
| Material | Métrico (J/g·°C) | Imperial (BTU/lb·°F) |
|---|---|---|
| Agua (líquida) | 4,184 | 0,999 |
| Hielo (sólido) | 2,093 | 0,500 |
| Aire (seco) | 1,005 | 0,240 |
| Aluminio | 0,897 | 0,214 |
| Hierro | 0,449 | 0,107 |
| Cobre | 0,385 | 0,092 |
El agua tiene un calor específico muy alto. Por eso se usa en circuitos de refrigeración y calefacción, y por eso el clima de la costa es más suave que el del interior.
Unidades
La calculadora trabaja en el sistema métrico por defecto: gramos, °C y julios. Con el botón «Imperial» pasa a libras, °F y BTU y convierte los valores que ya has escrito. El resultado de calor se puede ver en J, kJ, cal o BTU. La caloría que usa es la termoquímica, 4,184 J.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el agua tiene un calor específico tan alto?
Por los puentes de hidrógeno entre sus moléculas. Hace falta mucha energía para aumentar su movimiento, así que el agua absorbe mucho calor sin que su temperatura suba demasiado.
¿Es lo mismo capacidad calorífica que conductividad térmica?
No. La capacidad calorífica indica cuánto calor almacena un objeto. La conductividad térmica indica lo rápido que el calor lo atraviesa. El agua almacena mucho calor, pero lo conduce mucho peor que el cobre.
¿Sirve si el agua hierve o el hielo se funde?
No. La fórmula solo vale mientras la sustancia no cambia de estado. Para fundir hielo o evaporar agua hace falta además el calor latente, que esta calculadora no incluye.