Diferencia entre calor específico y capacidad calorífica
Tema: ciencia.
El calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia; la capacidad calorífica es la que necesita todo un objeto concreto, con su masa real.
Regla práctica: el calor específico describe el material, sin importar cuánto haya; la capacidad calorífica describe el objeto, con la cantidad de ese material que tenga.
Tabla comparativa: calor específico y capacidad calorífica
| Calor específico | Capacidad calorífica | |
|---|---|---|
| Qué es | Calor necesario para elevar 1 °C (o 1 K) la temperatura de una unidad de masa de una sustancia. | Calor necesario para elevar 1 °C (o 1 K) la temperatura de un objeto o muestra concreta, con su masa real. |
| Tipo de propiedad | Intensiva: no depende de la cantidad de sustancia. | Extensiva: depende de la masa del objeto concreto. |
| Símbolo habitual | c | C |
| Unidades (SI) | J/(kg·K), a veces J/(g·°C). | J/K, a veces J/°C. |
| Relación entre ambas | Es la capacidad calorífica dividida entre la masa: c = C / m. | Es el calor específico multiplicado por la masa: C = m · c. |
| Ejemplo típico | El agua tiene un calor específico de aproximadamente 4,18 J/(g·°C), igual en un vaso que en una piscina. | Una piscina llena tiene una capacidad calorífica mucho mayor que un vaso de agua, aunque ambos sean agua. |
Qué es el calor específico
El calor específico es una propiedad característica de cada sustancia: indica cuánta energía en forma de calor hace falta para elevar la temperatura de una unidad de masa (normalmente un gramo o un kilogramo) en un grado. Es una magnitud intensiva, es decir, no depende de cuánta cantidad de esa sustancia haya: el calor específico del agua es el mismo en una gota que en un océano, aunque calentar el océano entero, claro está, requiera muchísima más energía total.
Esta propiedad explica por qué unas sustancias se calientan o se enfrían más deprisa que otras en las mismas condiciones: el agua tiene un calor específico alto en comparación con la mayoría de los materiales comunes, lo que la hace calentarse y enfriarse con relativa lentitud, una característica que influye, por ejemplo, en el clima de las zonas costeras.
Qué es la capacidad calorífica
La capacidad calorífica se refiere, en cambio, a un objeto o una muestra concreta, con una masa determinada: indica cuánto calor hace falta para elevar su temperatura en un grado, tal como es, con toda su masa. Es una magnitud extensiva, porque depende directamente de la cantidad de materia presente: dos objetos hechos del mismo material pero con masas distintas tienen capacidades caloríficas distintas, aunque compartan el mismo calor específico.
La relación entre ambas magnitudes es sencilla: la capacidad calorífica de un objeto es igual a su masa multiplicada por el calor específico del material del que está hecho (C = m · c). Por eso, para calcular cuánto calor (Q) se necesita para cambiar la temperatura de un objeto en una cantidad ΔT, se puede usar indistintamente Q = C · ΔT o Q = m · c · ΔT, según se disponga de la capacidad calorífica del objeto o del calor específico del material y su masa.
Ejemplos que muestran la diferencia
Un litro de agua y diez litros de agua tienen el mismo calor específico, pero la capacidad calorífica de los diez litros es diez veces mayor.
Para comparar qué tan rápido se calienta el hierro frente al agua, basta con sus calores específicos; para saber cuánta energía hace falta para calentar una barra de hierro concreta, hace falta además su masa, es decir, su capacidad calorífica.
Un termo grande de café tiene mayor capacidad calorífica que uno pequeño con el mismo líquido, aunque el calor específico del café sea idéntico en ambos casos.
Cuándo usar cada término
- Usa «calor específico» cuando compares materiales entre sí, sin importar la cantidad, como al decir que el agua tiene un calor específico más alto que el aceite.
- Usa «capacidad calorífica» cuando hables de un objeto o una muestra concreta con una masa determinada.
- Si tienes que calcular energía real necesaria para calentar algo, recuerda que necesitas la masa: o bien usas directamente la capacidad calorífica del objeto, o multiplicas el calor específico del material por su masa.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia principal entre calor específico y capacidad calorífica?
El calor específico es una propiedad del material, por unidad de masa, que no cambia aunque cambie la cantidad de sustancia; la capacidad calorífica es del objeto concreto, con su masa real, y sí depende de cuánta sustancia haya.
¿Cómo se relacionan calor específico y capacidad calorífica?
La capacidad calorífica de un objeto es igual a su masa multiplicada por el calor específico del material: C = m · c. También puede despejarse el calor específico dividiendo la capacidad calorífica entre la masa.
¿Por qué el agua tiene un calor específico tan alto?
Se debe, según la explicación habitual en química, a los enlaces de hidrógeno entre sus moléculas, que absorben energía antes de que la temperatura del agua aumente de forma perceptible, lo que hace que se caliente y se enfríe más despacio que muchas otras sustancias comunes.