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Calor específico

Educación secundaria básicaFísicaCalentamiento sensible con capacidad calorífica constante, transferencia de energía perfecta y sin cambios de fase

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Acerca de este experimento

Aportes de energía iguales no producen aumentos de temperatura iguales. Compara una muestra similar al agua con un material de menor capacidad calorífica para ver cómo influyen la masa y la capacidad calorífica específica en el calentamiento. El termómetro es un indicador esquemático; la lectura numérica sigue siendo el resultado cuantitativo.

Objetivos de aprendizaje

  • Investiga cómo afecta la energía suministrada a la temperatura mientras mantienes controladas las demás variables.
  • Usa el gráfico y las lecturas numéricas para comprobar una predicción.
  • Explica los supuestos físicos y dónde deja de ser aplicable este modelo.

Cómo usarlo

  1. 1Usa 0,5 kg y 4200 J/(kg·K). Suministra 21 kJ y comprueba que el aumento de temperatura sea de 10 K.
  2. 2Guarda la curva y luego usa 2100 J/(kg·K). Compara los aumentos de temperatura para la misma energía.
  3. 3Duplica la masa manteniendo constantes el calor específico y la energía suministrada. Predice el nuevo aumento de temperatura.
  4. 4Cambia la temperatura inicial. ¿Cambia la pendiente o solo la ordenada en el origen?

El modelo

Energía para el calentamiento sensible
Temperatura después de la transferencia de energía

Supuestos

  • El calor específico es constante, toda la energía suministrada entra en la muestra y no hay pérdida de calor.
  • Este modelo solo contempla el calentamiento sensible. Las temperaturas elevadas predichas no tienen en cuenta la ebullición, la fusión ni las propiedades dependientes de la temperatura.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué un aumento de 1 K tiene el mismo valor que un aumento de 1 °C?
  2. Q2¿Cuánta energía se necesita para elevar 15 K la temperatura de 2 kg de material con c = 900 J/(kg·K)?

Preguntas frecuentes

¿Hierve la muestra a 100 °C?

No se modelan los cambios de fase. Para el agua cerca del punto de ebullición, usa el experimento de cambios de estado; este modelo es una extrapolación con capacidad calorífica constante.

¿Cuál es la diferencia entre capacidad calorífica y calor específico?

La capacidad calorífica corresponde a toda la muestra y se mide en J/K. La capacidad calorífica específica es por kilogramo y se mide en J/(kg·K).