Capacità termica e calore specifico

L’assorbimento di una certa quantità di energia dipende oltre che dalla sostanza anche dalla sua quantità. Tutti sanno la differenza che c’è nel riscaldare una pentola d’acqua o una piscina, la quantità di energia per riscaldare quest’ultima è enormemente maggiore.

Per descrivere questa differenza definiamo la capacità termica C, definita come il rapporto fra la quantità di energia che un corpo assorbe ΔE e il corrispondente aumento di temperatura ΔT.

La capacità termica di un corpo è numericamente uguale alla quantità di energia necessaria per aumentare di 1 K la sua temperatura, che nel caso di 1 kg di acqua tale grandezza è 4186 J/K.

Se l’energia fornita è sottoforma di calore, allora si può anche scrivere

La grandezza fisica C rappresenta una grandezza estensiva, dato che dipende dalla quantità di sostanza. Se si divede la capacità termica per la massa otteniamo una grandezza intensiva o specifica, che chiamiamo calore specifico, che rappresenta quindi la quantità di energia necessaria per aumentare di 1K la temperatura di 1kg di quella sostanza. c = C/m

Quindi per sapere quanta energia assorbe (o cede) una massa di una determinata sostanza quando la sua temperatura aumenta (o diminuisce) della quantità ΔT possiamo scrivere:

ΔE = C∙ΔT = c∙m∙ΔT

Nel caso in cui l’energia fornita avviene mediante trasferimento di calore si ha:

ΔE = Q = C∙ΔT = c∙m∙ΔT

c [=] J / (kg∙K)

Es.: Una piscina olimpionica contiene una massa d’acqua pari a 1,68x10⁶kg.

• Quanto vale la capacità termica dell’acqua nella piscina?
• Qual è la quantità di calore che serve a scaldare l’acqua della piscina dalla temperatura di 11°C a quella di 24°C?