CALORE SPECIFICO E LATENTE: DIFFERENZE
La quantità di calore che un corpo è in grado di trasferire ad un altro non è solo legata alla differenza di temperatura, ma dipende anche dalla massa dei corpi e dalla loro natura. Al variare della natura del corpo è naturale che vari anche la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura del corpo stesso, questa quantità è proprio detta calore specifico.
“Il calore specifico è la quantità di energia necessaria per innalzare/diminuire la temperatura di 1 Kg di massa di 1 K (o °C).”
Nel Sistema Internazionale (SI) è un grandezza derivata, si misura in Joule su Kg per grado K [J/Kg*K] o multipli e sottomultipli.
Ad esempio il calore specifico del ferro (0,45 J/g*°C) è circa la metà di quello dell’acqua (4,18 J/g*°C), questo vuol dire che per innalzare la temperatura dell’acqua ci vorrà molta più energia. Questo è un effetto benefico per il clima, infatti i grandi bacini d’acqua della Terra si comportano come un serbatoio di calore e durante la notte rilasciano grandi quantità di calore mitigando il clima terrestre.
Tramite il primo principio della termodinamica inoltre possiamo capire che sotto alcune ipotesi e per particolari trasformazioni possiamo esprimere il calore specifico in modo diverso. Ad esempio possiamo esprimerlo in funzione della variazione di energia interna su variazione della temperatura per una trasformazione isocora (a volume costante) o in funzione della variazione di entalpia su variazione di temperatura per una trasformazione isobara (a pressione costante), sempre sotto l’ipotesi che la quantità di energia sia dovuta solo a scambio di calore o lavoro di volume; perché in caso nel sistema sia presente altro tipo di lavoro, le formule sono più generalizzate.
Per quanto riguarda invece le reazioni chimiche si usa esprimere il calore specifico non per grammo ma per mole di sostanza J/mol*K, quindi si parlerà di calore specifico molare.
In generale essendo il calore specifico una grandezza dipendente dalla temperatura si può calcolare con delle correlazioni semiempiriche che sono delle serie di Taylor, serie dipendete dalla temperatura assoluta e da parametri tabellati per le varie sostanza. Più spesso però per valutare determinate situazioni si sfrutta una sorta di calore specifico medio.
IL CALORE LATENTE: DEFINIZIONE E FORMULA
Non sempre l’assorbimento o la cessione di calore causano l’innalzamento o l’abbassamento della temperatura; infatti nei cambiamenti di stato la differenza di energia (sotto forma di calore) è non nulla, ma la temperatura rimane costante.
“Il calore latente è la quantità di energia, sotto forma di calore, necessaria per una transizione di fase”
L’unità di misura nel SI è il Joule su Kg [J/Kg], nel caso ci riferiamo ad una mole di sostanza abbiamo J/mol.
Abbiamo il calore latente di sublimazione (passaggio da solito ad aeriforme), quello di vaporizzazione (da liquido a gas), quello di fusione (da solito a liquido), ci sono anche per i passaggi inversi ovviamente. Nel caso della fusione, per esempio, il calore assorbito viene speso per vincere le forze di coesione delle molecole.
Il calore si può trovare tramite la formula:
Q=λ*m
Dove λ è il calore latente ed m è la massa della sostanza considerata.
Quindi il calore pur non influendo sulla temperatura è proporzionare alla massa di sostanza che deve cambiare fase.
- Fisica