Cos'è la capacità termica?
L'immissione di energia termica (Q) richiesta per aumentare la temperatura (T) di una sostanza di un grado Celsius (1 ° C), è definita come la sua capacità termica (C). Poiché si tratta di una proprietà "estesa", il valore di C varia non solo da sostanza a sostanza, ma anche per diverse quantità della stessa sostanza. Per adattarsi a questo, le capacità di calore possono essere dichiarate in termini di quantità o quantità incorporanti. Se si fa riferimento alla capacità termica per mole di materiale, si parla di capacità termica molare; se si tratta invece di riscaldare la capacità per grammo di materiale, si tratta della capacità o delle capacità di calore specifiche, o più semplicemente del "calore specifico". Questi termini sono di grande valore quando si riferiscono a sostanze pure .
I problemi di ingegneria spesso forniscono C come "dato", mentre Q è "sconosciuto". L'equazione è Q = smΔT, dove m è la massa in grammi e ΔT è l'aumento della temperatura in gradi Celsius. La capacità di riscaldamento può essere un parametro chiave per una serie di motivi. Per illustrare, i materiali con maggiori capacità di riscaldamento vengono talvolta utilizzati come dissipatori di calore, poiché assorbono il calore come una spugna. L'acqua è degna di nota in questo senso, in quanto esibisce il massimo valore C noto tra le sostanze comuni, rendendolo eminentemente adatto all'uso come refrigerante per radiatori.
In meteorologia, la capacità di calore svolge un ruolo in diversi fenomeni, incluso il motivo per cui il vento, lungo la costa, soffia in una direzione diversa durante il giorno rispetto alla notte. La terra ha una capacità termica inferiore rispetto all'acqua, quindi la terra si riscalda più velocemente del mare di giorno, mentre si raffredda più rapidamente di notte. Di giorno l'aria è più fresca sull'oceano, ma di notte sulla terra. L'aria calda è leggera e sale, permettendo alle brezze più fresche e più pesanti di sostituirla. Durante il giorno, queste brezze soffiano da terra a mare, mentre durante la notte è vero il contrario, il che influenza sia gli uccelli costieri che i piloti di alianti.
La capacità termica non è intesa a prendere in considerazione i cambiamenti di fase, come nello scioglimento del ghiaccio per formare l'acqua. Viene preso in considerazione separatamente questo fenomeno: questa proprietà è chiamata "calore della fusione". Allo stesso modo, la conversione di liquido in gas si chiama "calore di vaporizzazione". Il ghiaccio ha un calore di fusione eccezionalmente elevato, che conferisce stabilità ai sistemi meteorologici terrestri e rende pratica la refrigerazione domestica. Curiosamente, l'ammoniaca gassosa, una volta utilizzata nei sistemi di refrigerazione industriale e domestica, ha una capacità termica e un calore di fusione ancora più elevati.