f_t_septima_edicion

17.3 Capacidad de calor específico 353
20°C 20°C
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Figura 17.2 La misma cantidad de calor se aplica a diferentes masas de agua. La masa mayor experimenta una menor elevación de temperatura.
bajo cada vaso durante el mismo periodo, suministrando 8000 J de energía calorífica al agua
de cada vaso. La temperatura de los 800 g de agua se incrementa un poco más de 2°C, pero la
temperatura de los 200 g aumenta casi 10°C. Sin embargo, se suministró la misma cantidad
de calor en cada vaso.
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Capacidad de calor específico
Hemos definido la cantidad de calor como la energía térmica necesaria para elevar la temperatura
de una masa dada. Sin embargo, la cantidad de energía térmica requerida para elevar
la temperatura de una sustancia, varía para diferentes materiales. Por ejemplo, suponga que
aplicamos calor a cinco esferas, todas del mismo tamaño pero de material diferente, como
muestra la figura 17.3a. Si deseamos elevar la temperatura de cada esfera a 100°C, descubriremos
que algunas de las esferas deben calentarse más tiempo que otras. Para ilustrar esto,
supongamos que cada esfera tiene un volumen de 1 cm3 y una temperatura inicial de 0°C.
Cada una se calienta con un mechero capaz de suministrar energía térmica a razón de 1 cal/s.
El tiempo necesario para que cada esfera alcance los 100°C aparece en la figura 17.3. Observe
que la esfera de plomo alcanza la temperatura final en sólo 37 s, mientras que la esfera de hierro
requiere 90 s de calentamiento continuo. Las esferas de vidrio, aluminio y cobre necesitan
tiempos intermedios entre esos valores.
Puesto que las esferas de hierro y de cobre absorben más calor, se esperaría que liberaran
más calor al enfriarse. Esto puede demostrarse colocando las cinco esferas (a 100°C) simultáneamente
sobre una barra delgada de parafina, como se ve en la figura 17.3b. Las esferas de
hierro y de cobre llegarán a fundir la parafina y a caer en el recipiente. Las esferas de plomo y
de vidrio jamás la atravesarán. Es obvio que cada material debe tener alguna propiedad que se
(b)
Figura 17.3 Comparación entre las capacidades caloríficas de cinco esferas de materiales diferentes.