La cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una unidad de masa de un material en un grado se conoce como calor específico.
El calor específico también puede denominarse potencia calorífica específica o capacidad calorífica específica. Definamos primero el calor real de una manera más realista y directa antes de pasar a una interpretación más científica.
Un poco de imaginación para entender al calor específico
Supongamos que estamos preparando una sopa en la cocina y podemos elegir entre utilizar una cuchara de metal o una cuchara de madera para remover la sopa.
Dejamos hervir la sopa y nos olvidamos de quitar la cuchara, que ahora está clavada y debemos recogerla; si usted fuera el cocinero, ¿Qué cuchara querría recoger, la de madera o la de metal?
Si ha elegido la cuchara de metal y se dispone a retirarla, es mejor que se ponga un guante de cocina decente o se quemará la mano. Sorprendentemente, aunque la cuchara de madera haya estado en contacto con la sopa durante el mismo tiempo que la cuchara de metal, no te ocurriría lo mismo porque la cuchara de madera no está tan caliente como la de metal.
La distinción es que la madera necesita mucho más calor para elevar su temperatura que el metal; en términos de calor específico, el calor específico de la madera es mucho mayor que el calor específico del metal (aunque debemos aclarar que tendríamos que ser mucho más precisos en esto, ya que diferentes metales e incluso diferentes maderas también tienen diferentes calores específicos).
Si tuviéramos que expresarlo de forma no técnica, podríamos afirmar que el metal retiene más calor que la madera, lo que se traduce en un calor específico menor, por lo que es más fácil aumentar la temperatura.
La letra «c» significa el calor específico o poder calorífico de un cuerpo determinado, que se define como la cantidad de energía necesaria para aumentar su temperatura. Como ejemplo, considere lo siguiente:
El agua tiene un valor c=1.
Esto quiere decir se necesita una caloría para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado centígrado.
El «c» de un cuerpo, o calor real, se especifica como el número de calorías necesarias para elevar su temperatura un grado centígrado por gramo de masa (siempre que hablemos de calor específico medido en calorías por gramo y por grado centígrado).
Es decir;
Calor relevante = energía/(masa * aumento de temperatura)
Cuando hablamos de calorías por gramo a distintas temperaturas en Celsius, obtenemos:
Calor específico = Calorías /(gramos * aumento de 1o Celsius).
A modo de ejemplo:
Sabiendo que el hierro tiene un calor particular de 0,12 calorías por gramo ¿Cuántas calorías se necesitan para aumentar la temperatura de 200 gramos de hierro en un grado Celsius?
Calorías /(200*1) = 0,12
Calorías = 0,12(2001)
Las Calorías = 0,12*200
Calorías = 24
En consecuencia, se necesitarán 24 calorías para aumentar la temperatura de 200 gramos de hierro en un grado.
Sin embargo, es importante entender que el Sistema Internacional de Unidades de Medida representa el calor real en julios por kilogramo y por grado Kelvin, en lugar de calorías por gramo y por °C.
Utilizaremos el calor específico del agua que tenemos
1 cal/(gramo * oCelsius) = c
Sin embargo, según el Sistema Internacional de Unidades, el calor real del agua es
4186 julios/(kilogramo * oKelvin) = c
Así pues, si conocemos el calor real de una sustancia según el Método Internacional de Unidades de Medida, es decir, en J/(kgoK), podemos traducirlo a cal/(gramooC) dividiendo la cifra por 4186. Por su parte, si conocemos el calor real en cal/(gramooC), podemos traducirlo a J/(kgoK) multiplicándolo por 4186.
En consecuencia, 4186 es el factor de conversión entre el calor específico medido en J/(kgoK) y el calor específico medido en cal/(gramooC).
El calor específico es muy importante a la hora de decidir los componentes utilizados en ciertos aspectos de un coche en la industria del automóvil.
Así, el uso de discos de freno de aluminio, por ejemplo, no sólo proporciona un menor peso que los discos de freno de acero, sino que estos componentes son capaces de disipar el calor de forma más satisfactoria, ya que el calor específico del aluminio es mucho mayor que el del acero, lo que le permite tolerar temperaturas más elevadas y, por tanto, ofrecer una mejor frenada y durante más tiempo antes de fatigarse.
