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2.20: Calor específico
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Specific Heat
 
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TRANSCRIPCIÓN

2.20: Specific Heat

2.20: Calor específico

A substance’s specific heat capacity refers to the amount of energy required to heat one gram of the substance by one degree. Water has a high heat capacity, so it takes a lot of heat to increase its temperature. Similarly, water must lose a lot of heat for its temperature to decrease, so it also cools slowly once heated. Metals, by comparison, have a low heat capacity—they heat up quickly and cool down quickly.

Specific heat capacity is defined as the amount of energy needed to raise the temperature of one gram of a substance by one degree Celsius (1 °C). For example, increasing the temperature of one gram of water by 1 °C requires one calorie of heat energy. Specific heat capacity is often represented in grams, degrees Celsius, and calories, but it can also be expressed in kilograms, Kelvin (K), and joules (among other units). The specific heat capacity of water is one calorie/gram °C, or 4186 joules/kilogram K. Solid gold has a specific heat capacity of ~0.03 calories/gram °C, or 129 joules/kilogram K. Gold, then, has a lower specific heat capacity than water.

Practical Nature

The high heat capacity of water helps modulate extreme environmental temperatures. Towns near large bodies of water have smaller changes in temperature both daily and seasonally. During the day, the nearby water absorbs heat energy, cooling the surrounding land. At night, the water releases its heat energy, keeping the area warmer. Towns far away from large bodies of water can experience large swings in daily and seasonal temperature. Sand and rocks have lower heat capacities, so they heat up quickly during the day and release heat quickly at night.

In space, water boils and then freezes. This happens in part because of water’s high heat capacity. In space, water first boils because of the extremely low pressure. In this gaseous state, the water vapor molecules are further apart and can lose heat quickly in the very cold temperatures of space. The water vapor then freezes into crystals—a process called desublimation.

La capacidad de calor específica de una sustancia se refiere a la cantidad de energía necesaria para calentar un gramo de la sustancia en un grado. El agua tiene una alta capacidad de calor, por lo que se necesita mucho calor para aumentar su temperatura. Del mismo modo, el agua debe perder mucho calor para que su temperatura disminuya, por lo que también se enfría lentamente una vez calentada. Los metales, en comparación, tienen una baja capacidad de calor: se calientan rápidamente y se enfrían rápidamente.

La capacidad de calor específica se define como la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de una sustancia en un grado Celsius (1 oC). Por ejemplo, aumentar la temperatura de un gramo de agua en 1 oC requiere una caloría de energía térmica. La capacidad de calor específica a menudo se representa en gramos, grados Celsius y calorías, pero también se puede expresar en kilogramos, Kelvin (K), y julios (entre otras unidades). La capacidad de calor específica del agua es de una caloría/gramo de C, o 4186 julios/kilogramo K. El oro sólido tiene una capacidad de calor específica de 0,03 calorías/gramo de C, o 129 julios/kilogramo K. Gold, entonces, tiene una capacidad de calor específica menor que el agua.

Naturaleza práctica

La alta capacidad de calor del agua ayuda a modular las temperaturas ambientales extremas. Las ciudades cercanas a grandes masas de agua tienen cambios de temperatura más pequeños tanto a diario como estacionalmente. Durante el día, el agua cercana absorbe la energía térmica, enfriando la tierra circundante. Por la noche, el agua libera su energía térmica, manteniendo el área más caliente. Las ciudades alejadas de grandes masas de agua pueden experimentar grandes oscilaciones a temperatura diaria y estacional. La arena y las rocas tienen menores capacidades de calor, por lo que se calientan rápidamente durante el día y liberan calor rápidamente por la noche.

En el espacio, el agua hierve y luego se congela. Esto sucede en parte debido a la alta capacidad de calor del agua. En el espacio, el agua hierve primero debido a la presión extremadamente baja. En este estado gaseoso, las moléculas de vapor de agua están más separadas y pueden perder calor rápidamente en las temperaturas muy frías del espacio. El vapor de agua entonces se congela en cristales, un proceso llamado dessublimación.

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