Lo stato della materia può essere di tre tipi: liquido, gassoso o solido. Questo stato della materia può essere trasformato artificialmente. La capacità di calore specifico di un materiale indica la quantità di calore necessaria per riscaldare una sostanza; pertanto, il rapporto tra la termodinamica e il calore specifico è diretto.
Cos'è il Calore Specifico?
Le sostanze o gli oggetti assorbono diversi gradi di calore. Questa è un’esperienza che si può osservare nella vita quotidiana e ci parla della loro capacità di “assorbire” calore e conservarlo.
Calore Specifico vs. Capacità Termica
Tuttavia, il calore specifico deve essere distinto dalla capacità termica: la capacità termica può essere definita come la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una determinata quantità di sostanza di un grado. Pertanto, è un valore che dipende dalla quantità di sostanza.
Per chiarire, si può dire che, sebbene l’acqua in un bicchiere sia la stessa di quella in una piscina, la quantità di calore necessaria per riscaldare la piscina è molto maggiore di quella del bicchiere. Pertanto, è una proprietà estensiva che si esprime in calore su gradi Celsius.
La Relazione tra Calore Specifico e Termodinamica
In primo luogo, deve essere messo in relazione con la pressione. Il volume e la pressione costante sono solitamente presi come riferimento in un mezzo in cui l’apporto di calore implica un aumento di livello. Infatti, quando si fornisce calore a una sostanza, si provoca il movimento degli atomi che compongono le sue molecole. Questo è dovuto all’accumulo di energia sotto forma di calore che esse sperimentano.
Leggi anche: Come funziona lo scambiatore di calore auto?
Infatti, se la temperatura continua ad aumentare, lo stato liquido di quel componente diventa gassoso nel momento in cui i legami tra le sue molecole si espandono fino a occupare il massimo spazio possibile. Pertanto, esiste una relazione diretta tra temperatura e volume. Maggiore è la pressione, minore è il volume; in questo modo, è possibile modificare lo stato in cui si trova una sostanza cambiandone la temperatura o la pressione.
Come detto, quando la temperatura aumenta, aumenta anche l’energia cinetica delle molecole di una sostanza, che può causare un cambiamento di stato. Progressivamente, da solido - quando il movimento è minimo - a liquido e infine a gassoso - quando il movimento e la separazione sono massimi -. Qualcosa di simile accade con la pressione, ma in modo inversamente proporzionale. Maggiore è la pressione, minore è il movimento che gli atomi delle molecole possono compiere, e più “uniti” restano i loro legami.
Come accennato in precedenza, la pressione è legata alla temperatura, poiché nella stessa atmosfera, più la temperatura è bassa, maggiore è la densità o pressione nell’aria, il che aumenta il peso su tutto ciò che la circonda. Questo è precisamente il motivo per cui il punto di ebollizione varia a seconda dell’altitudine (pressione atmosferica). È anche questo concetto che spiega la condensazione: quando l’acqua o una sostanza sospesa nell’aria si raffredda, le sue molecole si uniscono e passano dallo stato gassoso a quello liquido.
Manipolando artificialmente lo stato di una sostanza, possono essere effettuate anche variazioni di pressione che trova applicazioni in diversi campi. Ad esempio, l’edilizia cerca di utilizzare materiali che possano avere un’elevata capacità calorifica specifica per mantenere freschi gli ambienti in estate.
Leggi anche: Cosa succede se una gatta sterilizzata va in calore?
Leggi anche: Applicazioni del Marmo