Dos masas iguales reciben la misma energía pero muestran diferentes aumentos de temperatura. Las propiedades del material determinan cómo cambia la temperatura con la transferencia de energía.
Construya el modelo
La capacidad calorífica específica es la energía necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa en un grado.
El calor latente específico relaciona la energía con el cambio de estado sin variación de temperatura para el proceso idealizado.
capacidad calorífica específica: Energía por unidad de masa por aumento de temperatura.
calor latente: Energía asociada a un cambio de estado.
Q = mcΔT: la energía es proporcional al aumento de temperatura, aquí 200 J por °C
Elija evidencias que puedan probarlo
La temperatura se relaciona con el movimiento de partículas en un modelo; la energía interna incluye contribuciones cinéticas y potenciales.
Durante un cambio de estado, la energía puede modificar las disposiciones de las partículas en lugar de alterar la temperatura.
En el laboratorio: Mide la masa, la entrada eléctrica y el cambio de temperatura de un bloque aislado. Asegúrate de que el sensor de temperatura tenga buen contacto, permite tiempo para la equilibración y considera la energía transferida al entorno.
Trabaje desde cantidades conocidas
Datos conocidos: un bloque de 0.50 kg gana 2,000 J y aumenta su temperatura en 10 °C.
Usa E = mcΔT.
Al despejar se obtiene c = E/(mΔT). c = 2,000/(0.50×10) = 400 J por kilogramo por grado.
La pérdida de calor haría que el valor inferido a partir de la entrada eléctrica fuera demasiado grande.
Tu turno: Una muestra de 2 kg con c=500 J por kilogramo por grado se calienta 3 °C. Encuentra la ganancia de energía.
Verifique la conclusión y sus límites
Un tramo horizontal en una curva de calentamiento puede indicar un cambio de fase, no la ausencia de transferencia de energía.
No sustituyas la temperatura por una diferencia de temperatura en E = mcΔT.
No es cierto: Una meseta de temperatura siempre significa cero transferencia de energía. Una meseta en una curva de calentamiento marca un cambio de fase, donde la energía se utiliza para alterar la disposición de las partículas como calor latente. La transferencia de energía continúa; solo la temperatura se detiene momentáneamente.
Clave:
La capacidad calorífica específica es la energía necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa en un grado.
La temperatura se relaciona con el movimiento de partículas en un modelo; la energía interna incluye contribuciones cinéticas y potenciales.
Presta atención: Un tramo horizontal en una curva de calentamiento puede indicar un cambio de fase, no la ausencia de transferencia de energía.
Escribir desde una ganancia de energía de 1800 J
Una muestra de 0.20 kg con capacidad calorífica específica de 1500 J por kilogramo por grado se calienta 6 grados.
Encuentra la ganancia de energía. Una meseta de temperatura aún puede transferir energía.
Escribir desde una temperatura final de mezcla
0.20 kg de agua a 80 °C se mezclan con 0.20 kg a 20 °C (c = 4,200 J por kg por grado).
Masas iguales, misma c: la temperatura final es la media, 50 °C — lo caliente pierde 0.20 × 4,200 × 30 = 25,200 J, lo frío gana lo mismo.
Escribir desde un escalón latente oculto en el registro
Hielo a 0 °C se convierte en agua a 0 °C: la temperatura nunca cambia.
La energía aún entra — como calor latente, rompiendo enlaces: un gráfico de temperatura con un escalón plano es un registro energético, no un termómetro inactivo.
Explorar
Heat loss changes the inferred c
Start with the 0.50 kg block gaining 2,000 J and warming by 10 °C. Compare heat gained with electrical input, and see why uncorrected heat loss makes the inferred c too large.
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