Calor específico del agua

importancia del calor especifico del agua

Uno de los aspectos fundamentales utilizados tanto en física como en química es el calor específico. En concreto, el calor específico del agua es muy requerido en casi cualquier tipo de experimento. Lo primero de todo es conocer qué es el calor específico y lodo conocer la importancia que tiene conocer este valor en el agua.

Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que debes saber sobre calor específico del agua y su importancia.

Qué es el calor específico

mercurio

Para que una sustancia pueda aumentar su temperatura se necesita una cierta cantidad energía. Esta cantidad de energía se debe dar en forma de calor. Es esto lo que se conoce como calor específico. Otro de los nombres por lo que se conoce es la capacidad calorífica especifica. Es este valor lo que hace que podamos explicar el por qué una cuchara de madera se puede calentar de forma más lenta y progresiva que una cucharada de mental. También explica la razón por la que empleamos ciertos materiales para poder construir algunas herramientas y utensilios según el uso que se eleva a dar.

Con esto definimos en física como calor específico la cantidad energía que se tiene que transferir a una unidad de masa de sustancia para aumentar su temperatura un grado. Casi siempre se pone de ejemplo el calor específico del agua. Es decir, la cantidad de energía que se necesita para poder calentar el agua un grado en su temperatura. Sabemos que si se transfiere 4182 joules de energía a un kilogramo de agua que esté a temperatura ambiente, dicha cantidad de agua subir a un grado su temperatura. De esta podemos sacar el valor de que el calor específico del agua equivale a 4182 joules por kilogramo y grado.

Unidades del calor específico del agua

calor especifico del agua

Sabemos que el calor específico del agua se puede expresar en diferentes unidades. Normalmente se debe reflejar las unidades de energía, masa y temperatura para reflejar en total. El sistema internacional de la unidad tenemos el joule por kilogramo que es la masa y kelvin que es la temperatura. En otros materiales este valor es diferente dado que se utiliza el calor específico del agua como base o referencia para el resto de valores. Por ejemplo, el calor específico del acero es de 502 joules por kilogramo y kelvin. Esto significa que para que un kilogramo de acero pueda aumentar su temperatura en un kelvin se necesitarán 502 joules de energía.

Otra de las formas de expresar el calor específico del agua u otro material es en otras unidades. Por ejemplo, se pueden establecer valores en calorías por gramo y grados Celsius. Volvemos a repetir el ejemplo del acero. En este caso, el calor específico sería de 0.12 calorías por gramo y grados Celsius. Esto significa que, para poder aumentar la temperatura en un grado de un gramo de acero se requieren 0.12 calorías de energía en forma de calor.

Características principales

Antes de entrar de lleno en el calor específico del agua hay que conocer bien cuáles son las características del mismo. Se trata de una propiedad física intensiva que no depende de la cantidad de la sustancia. Esto quiere decir que, independientemente de la cantidad de sustancia que tengamos se necesita la misma energía para aumentar su temperatura. Por otro lado, el calor específico puede llegar a variar a diferentes temperaturas. Esto quiere decir que, la cantidad energía que necesitaremos transferir para poder subir la temperatura un grado no es la misma la que hay que transferir a temperatura ambiente que haga 100 grados o a 0 grados. El mejor ejemplo para ello es la dependencia de la temperatura del calor específico del agua. Vemos que a diferentes temperaturas del calor específico del agua varía.

Podemos decir que se trata de una propiedad que tienen las sustancias y que está relacionada con la cantidad de energía que se necesita para aumentar su temperatura. Otra de las características más significativas que tiene el agua es que tiene un calor específico alto. Esto significa que para poder aumentar la temperatura del agua hace falta que absorban mucho calor por unidad de masa.

El calor específico del agua es diferente según se mantenga constante el volumen o se mantenga constante la presión. Estas variables también establecen otros valores dependiendo de estas condiciones. Cuando nos referimos al volumen de la sustancia hacemos referencia al calor específico isocórico. Por otro lado, si hacemos referencia a la presión constante señalamos que el calor específico isobárico. Si nos vamos a la práctica, esta diferencia se realiza principalmente cuando se trabaja con gases y no con líquidos.

Importancia del calor específico del agua

agua hirviendo olla

Sabemos que en condiciones estándar un kilogramo de agua necesita 1 kilocaloría para que su temperatura aumente 1 ºC, es decir, 1 kcal/°C•kg, lo que equivale a 4184 J/(K•kg) en el sistema internacional. Sabemos que este calor específico es el más alto que cualquier otra sustancia común. Si ponemos un barreño con agua en verano pleno sol se podrá calentar y ponerse templada. Sin embargo, no llegará aumentar su temperatura lo suficiente como para llegar a hervir o cocer huevos en ella. Por otro lado, si colocamos una barra de metal es probable que no puedas cogerla ya que su temperatura será tan alta que quemará.

El calor específico del agua es debido a los puentes de hidrógeno por los que está compuesto las moléculas de agua. Se trata de un tipo de interacción entre moléculas que es tan fuerte que hace necesario aportar mucha energía para hacerlas vibrar y que aumenten su temperatura. Los enlaces de hidrógeno son muy potentes y se necesita de energía para hacer que se desplace. Por ello, mantener el agua hirviendo requiere aportar energía de forma continua.

La importancia que tiene se trasmite también en la meteorología. El hecho de que el agua tenga esta capacidad calorífica alta anual son un dato curioso sino una propiedad importante que ayuda de forma notable a la regulación meteorológica y del clima en general. Al tener este alto calor específico sabemos que las grandes masas de agua se encargan de regular las fluctuaciones extremas de temperaturas en todo el planeta. De no ser así, probablemente el clima no tendría las mismas características de la que conocemos hoy día.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre el calor específico del agua y su importancia.

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