Calculadora de calor y capacidad calorífica específica (Q = m c ΔT)
Calor, temperatura final, capacidad calorífica específica o masa con Q = m × c × ΔT. Valores aproximados para agua, hielo, aluminio, hierro y cobre, o tu propio valor.
Calor y temperatura
El calor es energía transferida debido a una diferencia de temperatura y se mide en julios. Al aportar calor a un cuerpo que no cambia de fase, su temperatura aumenta. El calor necesario depende de la masa, el material y la variación de temperatura:
Q = m × c × ΔT
Aquí m es la masa, c la capacidad calorífica específica y ΔT la temperatura final menos la inicial.
¿Qué es la capacidad calorífica específica?
La capacidad calorífica específica es el calor necesario para elevar 1 kelvin (1 °C) la temperatura de 1 kilogramo de un material. Su unidad es J/(kg·K). El agua tiene una capacidad calorífica específica muy alta (aproximadamente 4186) y los metales tienen valores bajos (aluminio 900, hierro 450, cobre 385). Por eso el agua tarda en calentarse y enfriarse, mientras que una sartén metálica se calienta rápidamente.
El producto de la masa por la capacidad calorífica específica es la capacidad calorífica: el calor necesario para elevar 1 K la temperatura del cuerpo.
Ejemplo
Calentar 2 kg de agua de 20 °C a 80 °C requiere Q = 2 × 4186 × 60 = 502 320 J, equivalentes a 502 kJ. Son aproximadamente 0,14 kWh. El mismo calor aportado a 2 kg de cobre elevaría su temperatura en 502 320 / (2 × 385) = 652 °C.
Signo
Si el cuerpo se calienta, ΔT y Q son positivos: ha absorbido calor. Si se enfría, ambos son negativos: ha cedido calor.
Límites
La fórmula solo es válida si no hay cambio de fase. Mientras el hielo se funde a 0 °C y el agua hierve a 100 °C, la temperatura permanece constante y el calor se emplea en el cambio de fase. Para agua y hielo, la calculadora no da un resultado cuando se cruzan esos límites y explica el motivo. Las capacidades caloríficas específicas de la lista son aproximadas. Para cálculos precisos, introduce tu propio valor.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la capacidad calorífica específica?
En este ejemplo, la ecuación del calor sensible da una capacidad calorífica específica de 900 J/(kg·K) cuando 45 kJ elevan la temperatura de 0,5 kg desde 20 °C hasta 120 °C. Se supone que todo el calor calienta el material, sin pérdidas al entorno, calentamiento del recipiente ni cambios de fase.
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