Il calore specifico di una sostanza è la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di una unità di massa di 1 ºC (o equivalentemente di 1 K) e si misura in [J/kg K] o in [cal/g °C]. È una proprietà intensiva caratteristica di ogni sostanza.
In meccanica, la capacità di un corpo di compiere lavoro si esprime dicendo che esso possiede una certa quantità di energia E. Anche in termodinamica un sistema possiede energia.
Secondo il Primo Principio della termodinamica l'energia può essere convertita da una forma in un'altra, ma non può essere né creata né distrutta. Quindi, perché l'energia interna di un sistema subisca delle variazioni, ci deve essere uno scambio con l'esterno. Gli scambi di energia con l'esterno avvengono tramite trasferimento di calore o lavoro. Precisiamo però che mentre la variazione di energia interna non dipende dal percorso, i valori di Q e L presi singolarmente cambiano da percorso a percorso.
Valore del Calore Specifico dell'Acqua
Pertanto, in base alla definizione di calore specifico dell'acqua, possiamo affermare che, se misuriamo la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1°C, vedremo che essa è pari a 4,18 J ovvero 1,00 cal.
Come è possibile notare, il calore specifico dell'acqua è particolarmente elevato: ciò significa che, nel caso dell'acqua, occorre molta energia per ottenere piccoli incrementi di temperatura. Grazie a questa sua proprietà, l'acqua dei grandi bacini, laghi e mari, si comporta come un grande "serbatoio termico", accumulando durante il giorno grandi quantità di calore e rilasciandole la notte.
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Il valore del calore specifico dell'acqua può essere impiegato per calcolare la quantità di calore necessaria per aumentare, di un determinato valore, la temperatura di una certa massa di acqua.
Ad esempio, se un grammo di rame subisse una variazione di temperatura di un grado, misureremmo una quantità di calore scambiata pari a 0,385 J/g°C.
Trasformazioni Termodinamiche
Esistono diverse tipologie di trasformazioni termodinamiche, tra cui:
- Trasformazione a pressione costante (isobara): In una trasformazione isobara, solo una parte del calore viene usata per incrementare la temperatura (cioè l’energia interna), quindi per avere lo stesso incremento di temperatura che si avrebbe a volume costante, occorre fornire più calore.
- Trasformazione isoterma: Significa che la trasformazione avviene a temperatura costante.
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