Calor específico é uma grandeza física que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor. Também é chamado de capacidade térmica mássica. É constante para cada substância em cada estado físico. Pode-se dizer que o calor específico caracteriza uma substância (em determinado estado físico). A unidade no Sistema Internacional de Unidades é J/(kg.K) (Joule por Quilograma Kelvin).
A capacidade térmica caracteriza o corpo, enquanto que o calor específico caracteriza a substância que o constitui. Dois corpos de massas e de substâncias diferentes podem possuir a mesma capacidade térmica. Dois corpos de massas diferentes e de mesma substância possuem capacidades térmicas diferentes, mas o mesmo calor específico.
Estas grandezes estão também relacionadas com as interacções intermoleculares, a estabilidade de uma fase, a condutividade térmica e a capacidade de armazenar energia.
Unidades
As unidades SI de capacidade térmica e calor específico são, respectivamente, J/K e J/(kg.K).Tradicionalmente, o estudo do calor precedeu a compreensão da equivalência entre calor e energia (ver a teoria original sobre calor, Teoria calórica, que supunha que o calor era transferido entre os corpos através de um fluido invisível e inodoro, chamado calórico). Assim, quando foi estabelecido o sistema métrico, logo após a Revolução Francesa, definiu-se uma unidade para medir o calórico, chamada de caloria (abreviada como cal), definida como a quantidade de calor necessária para elevar um grama de água em um grau Celsius.
Pela facilidade de trabalhar com números inteiros, ainda costuma-se usar calorias como unidade de energia; deste modo temos medidas de capacidade térmica e calor específico em, respectivamente, cal/ºC (calorias por grau Celsius) e cal/(ºC g) (calorias por grau Celsius por gramas).
Atualmente, o Sistema Internacional define a caloria como sendo, exatamente:
- 1 cal = 4,1868 J
Fórmulas
É possível calcular o calor específico de uma substância (
) a partir da capacidade térmica de um corpo composto por ela (
) e da massa desse corpo (
).
Também é possível determinar o calor específico de uma substância a partir da quantidade de calor cedida a um corpo dessa substância (
), da massa desse corpo, e da variação térmica (
) que ele sofre (temperatura final - temperatura inicial).
A tabela abaixo apresenta o calor específico de algumas substâncias à pressão constante de 1 atm.
| Substância | Calor Específico (cal/g.°C) |
|---|---|
| água | 1,0 |
| álcool | 0,6 |
| alumínio | 0,22 |
| ar | 0,24 |
| carbono | 0,12 |
| chumbo | 0,031 |
| cobre | 0,094 |
| ferro | 0,11 |
| gelo | 0,5 |
| hélio | 1,25 |
| hidrogênio | 3,4 |
| latão | 0,092 |
| madeira | 0,42 |
| mercúrio | 0,033 |
| nitrogênio | 0,25 |
| ouro | 0,032 |
| oxigênio | 0,22 |
| prata | 0,056 |
| rochas | 0,21 |
| vidro | 0,16 |
| zinco | 0,093 |
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