23.03.12

Calores Específicos
El calor específico es la energía requerida para elevar la temperatura en un grado de una unidad de masa de una unidad de masa de una sustancia en una manera especificada. Es deseable tener una propiedad que permita comparar la capacidad de almacenaje de energía de varias sustancias. Esta propiedad es el calor específico. En general esta energía depende de cómo se ejecute el proceso. Se centra en dos clases de calores específicos: a) Calor especifico a volumen constante (Cv), b) Calor especifico a presión constante (Cp). El calor específico a volumen constante se puede expresar como la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia cuando el volumen se mantiene constante. La energía requerida para hacer lo mismo cuando se mantiene constante la presión es el calor específico a presión constante. El calor específico a presión constante es siempre mayor al calor específico a volumen constante porque a presión constante se permite que el sistema se expanda y la energía para este trabajo de expansión también debe ser suministrada al sistema.

Cv=(δuδT)v
Cambio de energía interna con la temperatura a volumen constanteCp=(∂h∂T)p
Cambio de la entalpia con la temperatura a presión constante

Los calores específicos de una sustancia dependen del estado que generalmente se especifica mediante dos propiedades intensivas (independientes de la temperatura y la presión). La energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una sustancia difiere a temperaturas y presiones distintas, pero normalmente la diferencia no es grande. El calor específico a volumen constante  es el cambio en la energía interna de una sustancia por cambio  unitario de temperatura a volumen constante.
El termino de energía especifica es mas apropiado que el de calor especifico, la energía se transfiere (y almacena) en forma de calor.
Energía Interna, Entalpia y Calores Específicos de  Gases Ideales
Se define a un gas ideal como un gas cuya temperatura, presión y volumen especifico se relacionan mediante PV=RT.
Para un gas ideal la energía interna es solo una función de la temperatura U=U(T).
La entalpia de un gas ideal es solo una función de la temperatura  h=h(T).
Los cambios diferenciales en la energía interna y la entalpia de un gas ideal se expresa como:
   du=CvTdT   
dh=CpTdT


El cambio de la energía interna o la entalpia en un gas ideal durante un proceso que pasa del estado 1 y 2 se denomina integrando:

∆U=U2-U1=12CvTdT                                 ∆h=h2-h1=12CpTdT

Los calores específicos de los gases reales  a presiones bajas se llaman calores específicos de gas ideal o calores específicos de presión cero, y se denotan: Cp0 y Cv0
Los valores promedio constantes de calores específicos:

U2-U1=Cvprom. (T2-T1)              h2-h1=Cpprom. (T2-T1)

Temperatura y promedio: (T1+T2)/2
Hay tres formas de determinar los cambios de U1 y h para gases ideales:

1. Mediante los datos tabulados de U y h (∆U=U2-U1
2. Por medio de las relaciones Cv y Cp como una función de la temperatura para después llevar a cabo las integraciones: ∆U=12CvTdT  y   ∆h=12CpTdT
3. Con el empleo de calores específicos promedio: ∆U≅Cvprom.∆T

Relaciones de Calores Específicos de Gases Ideales

Cp=Cv+R (KJ/Kg*K)    ĉp=ĉv+Ru (KJ/Kmol*K)
R = Constante del gas      Ru = Constante universal de los gases

En este punto, se introduce otra propiedad del gas ideal conocida como relación de calores específicos K, K=Cp/Cv.
Para gases monoatómicos, su valor es en esencia una constante de 1.667. Muchos gases diatónicos, incluso el aire, tienen una relación de calores específicos de alrededor de 1.4 a temperatura ambiente.