Il calore è l'energia interna delle molecole che costituiscono il corpo. Scorre da un corpo caldo a uno freddo quando sono tenuti in contatto. La misura della quantità di calore si chiama calorimetria . Dalla nostra esperienza quotidiana, scopriamo che corpi diversi richiedono quantità diverse di energia termica per un uguale aumento della loro temperatura. Questa proprietà del corpo è espressa in termini di capacità termica o termica. La capacità termica del corpo è la quantità di energia termica necessaria per aumentare la temperatura di 1°C o 1 K, ed è indicata dal simbolo C'. Ad esempio, se la capacità termica di un corpo è 60 JK -1 , ciò significa che sono necessari 60 J di energia termica per aumentare la temperatura di quel corpo di 1K o 1°C.
Capacità Termica C' = Quantità di energia termica fornita/aumento di temperatura Se impartendo Q quantità di calore ad un corpo, la sua temperatura sale di ∆t allora C' = Q ∕ ∆t |
Unità di capacità termica
L'unità SI della capacità termica è joule per kelvin o joule per grado C. Le altre unità comuni di capacità termica sono cal °C -1 e kcal °C -1 .
1 kcal °C -1 = 1000 cal °C -1
1 cal K -1 = 4,2 J K -1
La capacità termica del corpo espressa in unità di massa è chiamata capacità termica specifica della sostanza di quel corpo. È indicato dal simbolo c. La capacità termica specifica è la proprietà caratteristica della sostanza ed è diversa per i diversi corpi. La capacità termica specifica di una sostanza è definita come la capacità termica per unità di massa di un corpo di quella sostanza.
Capacità termica specifica c = Capacità termica del corpo C' / Massa del corpo m come C' = Q ∕ ∆t Pertanto, \(c = \frac{Q}{m \times \Delta t}\) o \(Q = c \times m \times \Delta t\) La capacità termica specifica di una sostanza è la quantità di energia termica necessaria per aumentare la temperatura dell'unità di massa di quella sostanza di 1 °C o 1 K. |
La quantità di energia termica assorbita per aumentare la temperatura di un corpo dipende da tre fattori:
Unità di capacità termica specifica
L'unità SI della capacità termica specifica è joule per chilogrammo per kelvin (J kg -1 K -1 ) o joule per chilogrammo per grado centigrado (J kg -1 °C -1 ).
Le altre unità di capacità termica specifica sono cal g -1 °C -1 e kcal kg -1 °C -1 .
1 cal g -1 °C -1 = 4,2 × 10 3 J kg -1 K -1
Ad esempio, se la capacità termica specifica del ferro è 0,48 J∕g °C, ciò significa che l'energia termica necessaria per aumentare la temperatura di 1 g di ferro di 1°C è 0,48 J.
| Capacità termica | Capacità termica specifica |
| È la quantità di energia termica necessaria per aumentare la temperatura dell'intero corpo di 1°C. | È la quantità di energia termica necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di un'unità di massa del corpo. |
| Dipende dalla sostanza e dalla massa del corpo; maggiore è la massa maggiore è la sua capacità termica. | Non dipende dalla massa del corpo; è la proprietà caratteristica della sostanza del corpo. |
| La sua unità JK -1 | La sua unità J Kg-1K -1 |
La capacità termica specifica è diversa per le diverse sostanze. Solitamente un buon conduttore ha un basso calore specifico mentre un cattivo conduttore ha un alto calore specifico. Se riscaldiamo la massa uguale di due sostanze diverse sullo stesso bruciatore per fornire una quantità uguale di calore, noteremo che dopo lo stesso intervallo di tempo, l'aumento della temperatura per due sostanze diverse è diverso. Ciò è dovuto alle loro diverse capacità termiche specifiche. La sostanza con bassa capacità termica specifica mostra un rapido ed elevato aumento di temperatura, quindi è un migliore conduttore di calore rispetto alla sostanza con elevata capacità termica specifica che mostra un lento e piccolo aumento di temperatura.
L'acqua ha un elevato potere calorifico specifico (=4200 J Kg -1 K -1 ). La capacità termica specifica è diversa per una sostanza nelle sue diverse fasi come per l'acqua, la capacità termica specifica è 4200 J Kg -1 K -1 , del ghiaccio è 2100 J Kg -1 K -1 e del vapore è 460 J Kg -1 K -1 .
| Sostanza | Capacità termica specifica | |
| in J Kg -1 K -1 | in cal g -1 °C -1 | |
| Guida | 130 | 0,031 |
| Argento | 235 | 0,055 |
| Rame | 399 | 0,095 |
| Ferro da stiro | 483 | 0,115 |
| Alluminio | 882 | 0.21 |
| Olio di cherosene | 2100 | 0,50 |
| Ghiaccio | 2100 | 0,50 |
| Acqua di mare | 3900 | 0,95 |
| Acqua | 4180 | 1.0 |
Temperatura e calore specifico: Il grafico sottostante mostra di quanti gradi Celsius un grammo di un materiale specifico viene innalzato da una caloria di calore. 
Domanda 1: Un pezzo di metallo di massa 50 g a 30 °C ha richiesto 2400 J di energia termica per aumentare la sua temperatura a 330 °C. Calcolare il calore specifico del metallo.
Soluzione: Dato, m = 50 g, energia termica = 2400 J, aumento di temperatura = 330 − 30 = 300 °C = 300 K.
Calore specifico \(c = \frac{2400}{50 \times 300} = .16 \) J g -1 K -1
Domanda 2: Quale massa di un liquido A di capacità termica specifica 0,84 J g -1 K -1 a una temperatura di 40 °C deve essere miscelata con 100 g di un liquido B di capacità termica specifica 2,1 J g -1 K -1 a 20 °C in modo che la temperatura finale della miscela diventi 32 °C?
Soluzione: diminuzione della temperatura del liquido A = 40−32 = 8 °C, aumento della temperatura del liquido B = 32 − 20 = 12 °C
L'energia termica è data da m grammo di liquido A = m × 0,84 × 8 J
Energia termica prelevata da 100 grammi di liquido B = 100 × 2,1 × 12 J
Supponendo che non ci sia perdita di calore, energia termica data da A = energia termica presa da B
m×0,84×8 = 100×2,1×12 ⇒ m = 375 grammi
