Calculadora de calor específico

¿Qué es el calor específico?

El calor específico es una propiedad de una sustancia que indica cuánta energía se necesita para elevar la temperatura de un kilogramo de esa sustancia en un kelvin (o, de forma equivalente, en un grado Celsius). El agua, por ejemplo, tiene un calor específico elevado de unos 4186 J/(kg·K), razón por la cual se calienta y se enfría lentamente en comparación con los metales.

Esta calculadora utiliza la ecuación fundamental del calor $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ y permite despejar cualquiera de las cuatro magnitudes: la energía térmica $Q$, la masa $m$, el calor específico $c$ o el cambio de temperatura $\Delta T$.

¿Cómo funciona la calculadora?

Elige qué quieres calcular en el menú «Calcular» e introduce los tres valores conocidos. La calculadora trabaja internamente siempre en unidades del SI: energía en julios (J), masa en kilogramos (kg), calor específico en J/(kg·K) y cambio de temperatura en kelvin (K). Un cambio de 1 K tiene exactamente el mismo tamaño que un cambio de 1 °C, por lo que $\Delta T$ se puede introducir como una diferencia de temperatura en kelvin o en grados Celsius.

Al despejar la masa, el calor específico o el cambio de temperatura, la calculadora divide por las demás magnitudes, por lo que no devuelve resultado si algún divisor es cero.

Fórmula

La energía térmica necesaria para cambiar la temperatura de una sustancia es:

Donde:

• $Q$ es la energía térmica añadida o retirada, en julios (J),
• $m$ es la masa de la sustancia, en kilogramos (kg),
• $c$ es el calor específico, en J/(kg·K),
• $\Delta T$ es el cambio de temperatura, en kelvin (K).

Reordenando, se puede despejar cualquier incógnita:

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: Calentar agua

Calienta 2 kg de agua ($c = 4186 \, \text{J/(kg·K)}$) en 10 K. La energía térmica necesaria es:

Por tanto, se necesitan 83720 julios.

Ejemplo 2: Despejar la masa

Supongamos que 83720 J de calor elevaron la temperatura de cierta cantidad de agua ($c = 4186 \, \text{J/(kg·K)}$) en 10 K. La masa es:

La muestra tenía una masa de 2 kg, lo que confirma el primer ejemplo.

Notas prácticas

• Los valores del calor específico varían con la temperatura y el estado de agregación; los valores publicados suelen darse cerca de la temperatura ambiente.
• La fórmula supone que no hay cambio de fase (sin fusión ni ebullición). Cruzar un límite de fase requiere calor latente, que esta calculadora no incluye.
• Un $\Delta T$ negativo (enfriamiento) da un $Q$ negativo, lo que significa que se retira calor de la sustancia.

Si estás estudiando gases, también te pueden resultar útiles nuestra calculadora de densidad del aire y la calculadora de la ley de Boyle.