Calor especifico

            ‘’Es la capacidad de la materia para almacenar energía’’. En otras palabras nos referimos a la cantidad de calor que debemos suministrar a una sustancia por unidad de masa para elevarla una unidad de temperatura (kelvin o ºCelsius). Se expresa matemáticamente:

c = Q / m ΔT

Donde
c es el calor específico
Q es el calor en Joules o calorías.
m es la masa
ΔT es la diferencia de temperatura

Como se trata de un cociente sobre la masa, el calor específico no depende de la masa total del sistema analizado sino que está definido siempre para una sustancia por unidad de masa. Nosotros distinguiremos entre dos tipos de calor específico: A volumen constante (C_v) y a presión constante (C_p).

C_v, Como su nombre lo sugiere, es el calor necesario para elevar un volumen determinado y constante de una sustancia en una unidad de temperatura. Por otro lado, C_p es el calor necesario para elevar en una unidad de temperatura una masa determinada a la cual se le permite expandirse (Por medio de un embolo por ejemplo). C_p. es siempre mayor a C_v porque el primero incluye el calor para aumentar la temperatura y también el calor para realizar el trabajo de expansión.

Para poder relacionar estos calores específicos con otras propiedades podemos apoyarnos en la primera ley de la termodinámica. Para C_v por definición debemos considerar un recipiente rígido, es decir que no habrá trabajo de frontera móvil por lo que en el balance de energía se excluye y queda expresada de manera diferencial de la siguiente manera.

δE_entrada – δE_salida = dU

La diferencia entre las energías de entrada y de salida es la energía total transferida al sistema la cual por definición debe ser el producto del calor específico y el cambio de temperatura ya que el calor especifico existe solo por cambio unitario de temperatura.

C_v dT = du
C_v = dU / dT

Lo que lo relaciona directamente con la propiedad de energía interna.

            Algo similar ocurre con C_p pero en este caso si existe un trabajo. Recordemos que la presión es constante durante todo el proceso.

            Q - W = ΔU
            Q -  P(V₂ – V₁) = U₂ – U₁
            Q = (U₂ + PV₂) – (U₁ + P V₁)
            C_pdT = dh
            C_p = dh / dT

Así obtenemos una relación directa de C_p con la entalpia.