Se denomina capacidad térmica a la cantidad de calor que un material puede reservar al momento en que su temperatura sube 1ºC. Esta capacidad se calcula multiplicando la masa por el calor específico del material: a mayor cantidad de masa, mayor será el calor que necesite el material para calentarse.
La capacidad térmica se mide en Wh/m3°C, mientras que el calor específico se expresa en julios por kilogramo y kelvin o también en calorías por gramo y grado centígrado. Por ejemplo, en el caso del agua, su calor específico es de una caloría por gramo y grado centígrado; lo que esto significa es que a cada gramo de agua hay que aplicarle una caloría para que dicho gramo sume un grado centígrado.
Volviendo a la capacidad térmica, podemos decir que se trata de una medida de inercia térmica y de una propiedad extensiva debido a que su magnitud depende, además de la sustancia, de la cantidad de materia que tenga el cuerpo o el sistema, por lo cual se convierte también en una propiedad del sistema o cuerpo.
Historia de la capacidad térmica
En la época previa a la termodinámica moderna, la creencia era que el calor se comportaba como un fluido invisible que se almacenaba dentro de los cuerpos. Es por ello que Joseph Black habla de “capacidad calórica” en 1750 cuando comienza a investigarla. En la actualidad, en cambio, se habla de la “energía interna” de los sistemas en lugar de “fluido calórico” y se habla de transferencia de energía desordenada. Esto determina que en muchos casos se hable de capacidad calórica y, en otros, de capacidad térmica.
Pierre Louis Dulong y Alexis Thérèse Petit formularon la ley química que establece que, en la mayoría de los sólidos, el valor resultante del producto de su calor específico por su masa atómica se traduce como una cantidad constante. En cambio, cuando hablamos de gases, si éste se expande mientras recibe calor, se requerirán más calorías para que aumente un solo grado, ya que parte de esa energía es usada para, justamente, la expansión.
De lo anterior se desprende que el calor específico a presión constante es mayor que a un volumen constante.
Capacidad molar calorífica y calor específico
Cuando se habla de calor molar específico se hace referencia a la cantidad de energía que requiere una sustancia para aumentar un mol en 1ºC. Un mol es una forma de referirnos a 6,02 x 10 ^ 23 objetos o, cuando hablamos de “un mol de una sustancia”, un mol equivale a la masa atómica de la sustancia expresada en gramos.
Así pues, el calor específico suele referirse a la cantidad de energía que se requiere para elevar 1kg de masa a 1ºC y es el uso más común para la “capacidad térmica”.
Estas dos propiedades, el calor específico y la capacidad molar calorífica, son propiedades intrínsecas a la sustancia.
Capacidad térmica
La capacidad térmica de un objeto, en cambio, es una propiedad extensiva de la sustancia. Por lo tanto, en este caso sí importa la cantidad de sustancia presente, puesto que la capacidad térmica es producto de la capacidad del calor especifico.
