Soluzioni
  • Il calore specifico del rame corrisponde alla quantità di energia che dobbiamo trasferire a 1 kg di rame per far sì che la sua temperatura aumenti o diminuisca di un'unità kelvin.

    Il calore specifico dipende dalla pressione e dalla temperatura dell'ambiente circostante; in condizioni atmosferiche considerate standard, cioè alla temperatura di 25 °C e alla pressione di 100 kPa, il calore specifico del rame è

    c_{rame} = 385 \ \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    La definizione di calore specifico si riferisce a una variazione di temperatura di 1 K, che equivale a una variazione di temperatura di 1 °C. Ciò è conseguenza di come sono definite le scale termometriche kelvin e celsius.

    Poiché le variazioni di temperatura in kelvin e celsius si equivalgono, possiamo definire il calore specifico del rame come la quantità di calore che deve essere trasferita a 1 chilogrammo di rame affinché manifesti una variazione di temperatura di 1 grado centigrado.

    c_{rame} = 385 \ \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot\ ^{\circ}\mbox{C}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    Ciò significa che per innalzare o abbassare la temperatura di 1 kg di rame di 1 K, o di 1 °C, occorre trasferire 385 joule di energia.

    Calore specifico del rame in altre unità di misura

    L'unità di misura adottata dal Sistema Internazionale per indicare il calore specifico è il \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}}, in cui energia, massa e temperatura sono espresse rispettivamente in joule, chilogrammi e kelvin.

    Due varianti dell'unità di misura del calore specifico sono date da:

    \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}}, \ \ \ \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}}

    Nella prima variante il calore viene espresso in chilocalorie (kcal), mentre nella seconda il calore viene espresso in calorie (cal) e la massa in grammi (g).

    1) Il calore specifico del rame in \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} è

    c_{rame} = 0,092 \ \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    e si ottiene convertendo 385 joule in kilocalorie. Per procedere è sufficiente ricordare che

    1\mbox{ kcal}=4184\mbox{ J}

    dunque dovremo dividere il valore espresso in joule per 4184.

    2) Il calore specifico del rame in \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}} ha lo stesso valore numerico del calore specifico espresso in \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}}, ossia

    c_{rame} = 0,092 \ \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    Valgono infatti le seguenti equivalenze, in cui abbiamo convertito le chilocalorie in calorie e i chilogrammi in grammi.

    1 \ \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} = \frac{1000 \mbox{ cal}}{(1000 \mbox{ g}) \cdot \mbox{K}} = \frac{1000}{1000} \ \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}} = 1 \ \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}}

    ***

    Per tutti gli approfondimenti e per una tabella sul calore specifico dei vari materiali potete consultare la lezione del link.

    Risposta di Galois
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