Calcolatore del Calore Specifico

Questo calcolatore del calore specifico è uno strumento che determina la capacità termica 🇺🇸 di un campione riscaldato o raffreddato. Il calore specifico, chiamato anche capacità termica specifica, è la quantità di energia termica che devi fornire a un campione del peso di 1 kg per aumentarne la temperatura di 1 K. Continua a leggere per scoprire come applicare correttamente la formula del calore specifico per ottenere un risultato valido.

Preferisci guardare piuttosto che leggere? Impara tutto quello che ti serve in 90 secondi con questo video che abbiamo creato per te:

1. Stabilisci se vuoi riscaldare il campione (fornendogli energia termica) o raffreddarlo (sottraendogli energia termica);

2. Inserisci la quantità di energia fornita come valore positivo. Se vuoi raffreddare il campione, inserisci l'energia sottratta come valore negativo. Ad esempio, supponiamo di voler ridurre l'energia termica del campione di 63 000 J. Quindi $Q = -63\ 000 \ \text{J}$;

3. Decidi la differenza di temperatura tra lo stato iniziale e quello finale del campione e inseriscila nel calcolatore del calore specifico. Se il campione viene raffreddato, la differenza sarà negativa, mentre se viene riscaldato sarà positiva. Supponiamo di voler raffreddare il campione di 3 gradi. Quindi $\Delta T = -3 \ \text{K}$. Puoi anche spuntare la casella Mostra la temperatura iniziale e finale per poter inserire questi valori manualmente;

4. Determina la massa del campione. Assumeremo $m = 5 \ \text{kg}$; e

5. Calcola il calore specifico come $c = \frac{Q}{m \Delta T}$. Nel nostro esempio, sarà uguale a:

   $c = \mathrm{\frac{-63\ 000 \ J}{5 \ kg \cdot \ -3 \ K}} = \mathrm{4\ 200 \ \frac{J}{kg \cdot K}}$

   Questa è la capacità termica specifica tipica dell'acqua.

La formula del calore specifico è la seguente:

dove
$Q$ — Quantità di calore fornita o sottratta (in joule),
$m$ — Massa del campione; e
$\Delta T$ — Variazione di temperatura, ovvero la differenza tra la temperatura iniziale e quella finale.

Il calore specifico si misura in J/(kg·K).

Non è necessario utilizzare il calcolatore del calore specifico per la maggior parte delle sostanze comuni. La capacità termica specifica di alcune delle sostanze più comuni sono elencati qua sotto:

• Ghiaccio — $\mathrm{2\ 100 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Acqua — $\mathrm{4\ 200 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Vapore acqueo — $\mathrm{2\ 000 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Basalto — $\mathrm{840 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Granito — $\mathrm{790 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Alluminio — $\mathrm{890 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Ferro — $\mathrm{450 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Rame — $\mathrm{380 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$
• Piombo — $\mathrm{130 \ {J}/{kg\! \cdot\! K}}$

Grazie a queste informazioni, puoi anche calcolare quanta energia devi fornire a un campione per aumentare o diminuire la sua temperatura. Ad esempio, puoi verificare la quantità di calore necessaria per portare a ebollizione una pentola d'acqua di cottura della pasta. In alternativa, puoi utilizzare il calcolatore per il riscaldamento dell'acqua per comodità, dove tutte queste informazioni sono già state prese in considerazione per te.

Ti stai chiedendo cosa significhi effettivamente il risultato? Prova il nostro calcolatore per l'energia potenziale per verificare quanto in alto potresti sollevare il campione con questa quantità di energia. Oppure controlla a che velocità potrebbe muoversi il campione con questo calcolatore per l'energia cinetica.