O que leva mais energia para aquecer: ar ou água? Que tal água versus metal ou água contra outro líquido como o refrigerante?

Essas perguntas e muitas outras estão relacionadas a uma propriedade da matéria chamada calor específico. Calor específico é a quantidade de calor por unidade de massa necessária para elevar a temperatura de uma substância em um grau Celsius.

Portanto, é preciso mais energia para aquecer a água do que o ar porque a água e o ar têm diferentes tipos de aquecimento específico.

TL; DR (muito longo; não leu)

Use a fórmula:

Q \u003d mcΔT, também escrito Q \u003d mc (T - t ₀₎

para encontrar a temperatura inicial (t _{0) em um problema específico de calor.}

De fato, a água tem um dos maiores aquecimentos específicos de qualquer substância "comum": é 4,186 joule /grama ° C. É por isso que a água é tão útil para moderar a temperatura de máquinas, corpos humanos e até o planeta.
Equação para calor específico

Você pode usar a propriedade de calor específico para encontrar a temperatura inicial de uma substância. A equação para o calor específico é geralmente escrita:

Q \u003d mcΔT

onde Q é a quantidade de energia térmica adicionada, m é a massa da substância, c é o calor específico, uma constante e ΔT significa "mudança de temperatura".

Verifique se suas unidades de medida correspondem às unidades usadas na constante de calor específica! Por exemplo, às vezes o calor específico pode usar Celsius. Outras vezes, você obterá a unidade SI para temperatura, que é Kelvin. Nesses casos, as unidades para calor específico serão Joules /grama ° C ou Joules /grama K. O mesmo poderia acontecer com gramas versus quilogramas para a massa, ou Joules para Bmu para energia. Verifique as unidades e faça as conversões necessárias antes de começar.
Usando calor específico para encontrar a temperatura inicial

ΔT também pode ser gravado (T - t _{0) ou a substância nova temperatura menos sua temperatura inicial. Portanto, outra maneira de escrever a equação para o calor específico é:}

Q \u003d mc (T - t ₀₎

Portanto, essa forma reescrita da equação simplifica a localização da temperatura inicial . Você pode conectar todos os outros valores fornecidos e resolver t _0.

Por exemplo: Digamos que você adicione 75,0 Joules de energia a 2,0 gramas de água, elevando sua temperatura para 87 ° C. O calor específico da água é de 4,184 Joules /grama ° C. Qual foi a temperatura inicial da água?

Conecte os valores fornecidos em sua equação:

75.o J \u003d 2,0 gx (4,184 J /g ° C) x (87 ° C - t _0).

Simplifique:

75.o J \u003d 8,368 J /° C x (87 ° C - t _0).

8,96 ° C \u003d (87 ° C - t ₀₎

78 ° C \u003d t _{0.
Alterações específicas de calor e fase}

Há uma exceção importante a ", 1]

,A equação específica do calor não funciona durante uma mudança de fase, por exemplo, de um líquido para um gás ou de um sólido para um líquido. Isso ocorre porque toda a energia extra que está sendo bombeada está sendo usada para a mudança de fase, não para aumentar a temperatura. Portanto, a temperatura permanece plana durante esse período, prejudicando a relação entre energia, temperatura e calor específico nessa situação.