Calor específico

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 SI é J/(kg.K) (joule por quilogramas e por Kelvin). Uma outra unidade mais usual para calor específico é cal/(g.°C) (caloria por grama e por grau celsius).

Em rigor há dois calores específicos distintos: o calor específico à volume constante c_v e o calor específico à pressão constante c_p. O calor específico à pressão constante é geralmente um pouco maior do que o calor específico à volume constante, sendo a afirmação verdadeira para materiais com coeficientes de dilatação volumétrico positivos. Em virtude do aumento de volume associado à dilatação térmica, parte da energia fornecida na forma de calor é usada para realizar trabalho contra o ambiente à pressão constante e não para aumentar a temperatura em si; o aumento de temperatura experimentado para um sistema à pressão constante é pois menor do que aquele que seria experimentado pelo mesmo sistema imposto o volume constante uma vez mantido a mesma transferência de energia na forma de calor. No caso do calor específico à volume constante, toda a energia recebida na forma de calor é utilizada para elevar a temperatura do sistema, o que faz com que c_v - em virtude de sua definição - seja um pouco menor. A diferença entre os dois é particularmente importante em gases; em sólidos e líquidos sujeitos à pequenas variações de volume frente às variações de temperatura, os valores dos dois na maioria das vezes se confundem por aproximação. Em análise teórica e de precisão, contudo, é importante a diferenciação dos dois.

Materiais com dilatação anômala, como a água entre 0ºC e 4ºC, não obedecem à regra anterior; nestes casos o calor específico à volume constante é então um pouco maior do que o calor específico à pressão constante.

Fórmulas

É possível calcular o calor específico de uma substância ($c\,\!$) a partir da capacidade térmica de um corpo composto por ela ($C\,\!$) e da massa desse corpo ($m\,\!$).

$c=\frac{C}{m}\,\!$

Também é possível determinar o calor específico de uma substância a partir da quantidade de calor cedida a um corpo dessa substância ($Q_c\,\!$), da massa desse corpo, e da variação térmica ($\Delta T\,\!$) que ele sofre (temperatura final - temperatura inicial).

$c=\frac{Q}{m.\Delta T}\,\!$

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	0,58
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

Ver também

• Wikilivros

• Calorimetria