Capacidad calorífica

La capacidad calorífica de una sustancia se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura un grado. Puede expresarse para 1 g, 1 lb, 1 g mol , 1 kg mol o 1 lb mol de sustancia. Por ejemplo. una capacidad calorífica expresada en unidades SI es J/kg mol • K: en otras unidades es cal/g • C, cal/g mol • °C, kcal/kg mol • °C, btu/Ib m °F o btu/lb mol • °F.

Se puede demostrar que el valor numérico de la capacidad calorífica es el mismo en unidades de masa y unidades molares. Es decir,

– 1.0 cal/g • °C = 1.0 btu/lb m • °F

– 1.0 cal/g mol • °C = 1.0 btu/lb mol • °F

Por ejemplo, para comprobar esto, supóngase que una sustancia tiene una capacidad calorífica de 0.8 btu/Ibm • °F. La conversión se obtiene tomando 1.8 °F por 1 °C o 1 K, 252.16 cal por 1 btu y 453.6g por 1 Ibm, de la siguiente manera:

Las capacidades caloríficas de los gases (también conocidas como calores específicos) a presión constante, cp, están en función de la temperatura y, para cálculos de ingeniería puede suponerse que son independientes de la presión cuando se trata de pocas atmósferas.

En la gran mayoría de los problemas de ingeniería el interés radica en determinar la cantidad de calor que se requiere para calentar un gas de una temperatura t1 a otra t2. Puesto que el valor de cp varía con la temperatura, es necesario integrar o bien usar un valor promedio adecuado de cpm.

Al calentar una mezcla gaseosa, el calor total requerido se determina calculando primero el calor necesario para cada componente individual y sumando los resultados.

Las capacidades caloríficas de sólidos y líquidos también dependen de la temperatura y son independientes de la presión.

Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG