Calore specifico

Il calore specifico (o capacità termica massica) è la quantità di calore necessaria per innalzare di un grado (Kelvin o Celsius) la temperatura di un’unità di massa di una data sostanza. Si esprime tipicamente in $\text{J}/(\text{kg}\cdot\text{K})$.

La relazione fondamentale che lega il calore scambiato $Q$, la massa $m$, il calore specifico $c$ e la variazione di temperatura $\Delta T$ è:

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

Per i gas, il valore del calore specifico dipende fortemente dalla trasformazione termodinamica in atto. Si distinguono due valori principali:

• Calore specifico a volume costante ($c_v$): calcolato in una trasformazione isocora, rappresenta la variazione dell’energia interna rispetto alla temperatura.
• Calore specifico a pressione costante ($c_p$): calcolato in una trasformazione isobara, rappresenta la variazione dell’entalpia rispetto alla temperatura.

Per i gas ideali, la relazione di Mayer stabilisce che la differenza tra questi due calori specifici è pari alla costante specifica del gas $R$:

$$c_p - c_v = R$$

Inoltre, il loro rapporto definisce il coefficiente di dilatazione adiabatica $\gamma = c_p/c_v$, parametro chiave per lo studio delle trasformazioni isoentropiche. Nei liquidi e nei solidi, a causa della scarsa comprimibilità, la differenza tra $c_p$ e $c_v$ è trascurabile e si utilizza un unico valore $c$.