Soluzioni
  • Il calore specifico del piombo è la quantità di calore assorbita o ceduta da 1 kg di piombo quando la sua temperatura subisce una variazione di 1 kelvin.

    Quale che sia il materiale considerato, il calore specifico dipende dalla temperatura e dalla pressione esercitata dall'ambiente circostante. Assumendo come valori di riferimento una temperatura di 25 °C e una pressione di 100 kPa possiamo affermare che il calore specifico del piombo è

    c_{piombo} = 130 \ \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    Il valore numerico del calore specifico non cambia se come unità di misura della temperatura usiamo il grado centigrado al posto del kelvin.

    c_{piombo} = 130 \ \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot \ ^{\circ}\mbox{C}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    Dalle definizioni delle scale termometriche kelvin e celsius segue, infatti, che una variazione di temperatura di 1 K equivale a una variazione di temperatura di 1 °C.

    In buona sostanza possiamo concludere che per avere una variazione di temperatura di 1 kelvin o di 1 grado centigrado dobbiamo trasferire a 1 kg di piombo una quantità di energia pari a 130 joule.

    Calore specifico del piombo in altre unità di misura

    Per riportare il peso specifico delle sostanze il Sistema Internazionale adotta il \frac{\mbox{J}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}}, in cui calore, massa e temperatura sono espresse, rispettivamente, in joule, chilogrammi e kelvin.

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

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

    Nella prima il calore viene espresso in chilocalorie (kcal), la massa in chilogrammi (kg) e la temperatura in kelvin (K), mentre nella seconda il calore è riportato in calorie (cal), la massa in grammi (g) e la temperatura in kelvin (K).

    1) Il calore specifico del piombo in \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} si ricava convertendo 130 joule in kilocalorie, ed è

    c_{piombo} = 0,031 \ \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    2) Il calore specifico del piombo in \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}} coincide col valore numerico del calore specifico in \frac{\mbox{kcal}}{\mbox{kg} \cdot \mbox{K}}

    c_{piombo} = 0,031 \ \frac{\mbox{cal}}{\mbox{g} \cdot \mbox{K}} \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 100 \mbox{ kPa})

    Per giungere a questa conclusione è sufficiente osservare che

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

    come risulta evidente dalle seguenti equivalenze, in cui sono stati convertiti i kg in grammi e le kilocalorie in calorie.

    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 qualsiasi tipo di approfondimento, compresa una tabella sul calore specifico dei vari materiali vi rimandiamo alla lezione del link.

    Risposta di Galois
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