Calore specifico aria

Il calore specifico dell'aria vale 1005 J/kg·K nel caso dell'aria secca e 1030 J/kg·K nel caso dell'aria umida al 100%, ed è la quantità di calore che si deve trasferire a 1 chilogrammo d'aria affinché la sua temperatura subisca una variazione di una unità kelvin.

Valori del calore specifico dell'aria

Il calore specifico dell'aria, indicato con c_p aria, dipende dalla temperatura della massa d'aria, dalla pressione dell'ambiente circostante e dal tasso di umidità.

Per considerare un valore del c_p dell'aria occorre quindi fissare delle condizioni di riferimento.

In condizioni atmosferiche standard, a una pressione di 100 kPa e alla temperatura di 25 °C, il calore specifico dell'aria secca (aria priva di vapore acqueo, tasso di umidità dello 0%) è di 1005 J/(kg·K).

Nelle medesime condizioni il calore specifico dell'aria umida, con un tasso di umidità del 100%, è di 1030 J/(kg·K).

Da questi valori deduciamo che per alzare o per abbassare di 1 kelvin la temperatura di 1 chilogrammo d'aria dobbiamo trasferire una quantità di calore di 1005 joule all'aria secca e di 1030 joule all'aria umida.

Inoltre risulta evidente che, a parità di pressione e temperatura, al crescere del tasso di umidità cresce anche il valore del calore specifico dell'aria.

Calore specifico dell'aria in altre unità di misura

L'unità di misura adottata dal Sistema Internazionale per esprimere il calore specifico è il joule su chilogrammo per kelvin (J/(kg·K)), in cui calore, massa e temperatura sono espresse rispettivamente in joule, chilogrammi e kelvin.

Esistono però altre varianti, e le più ricorrenti sono:

- il joule su chilogrammi per gradi Celsius →

- le chilocalorie su chilogrammo per kelvin →

- le calorie su grammi per kelvin →

• Il calore specifico dell'aria in J/(kg·°C) è di 1005 J/(kg·°C) per l'aria secca e di 1030 J/(kg·°C) per l'aria umida, dunque si hanno gli stessi valori numerici del calore specifico espresso in J/(kg·K).

Per giungere a questa conclusione è sufficiente osservare che una variazione di temperatura di 1 K equivale a una variazione di temperatura di 1 °C, e ciò consegue dalle definizioni delle scale termometriche kelvin e celsius.

• Il calore specifico dell'aria in kcal/(kg·K) è di circa 0,24 kcal/(kg·K) per l'aria secca e di circa 0,25 kcal/(kg·K) per l'aria umida.

Entrambi i valori si ottengono convertendo in kcal/(kg·K) i rispettivi valori del calore specifico espressi in J/(kg·K). Per farlo è sufficiente ricordare che 1 kilocaloria equivale a 4184 joule

e quindi

• Il calore specifico dell'aria in cal/(g·K) è di circa 0,24 cal/(g·K) per l'aria secca e di circa 0,25 cal/(g·K) per l'aria umida, dunque si hanno gli stessi valori numerici del calore specifico espresso in kcal/(kg·K).

Per averne conferma basta leggere la seguente catena di equivalenze

in cui siamo partiti da 1 kcal/(kg·K) e, dopo aver espresso la kcal in calorie e il chilogrammo in grammi, abbiamo ottenuto che 1 kcal/(kg·K) equivale a 1 cal/(g·K).

Tabella di riepilogo sul calore specifico dell'aria

È tutto! Per una tabella che elenca il calore specifico delle varie sostanze ti rimandiamo alla lezione del link. ;)