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Calor específico: energía para calentar un material (Q = m·c·ΔT)

Calcula la energía necesaria para calentar o enfriar agua, un metal, vidrio u otro material, y el tiempo de calentamiento con una potencia dada.

Actualizado el
Tus datos
J/(kg·K)

Valor fuera de rango

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Unidad de temperatura

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Resultados

Energía térmica

334,9

Tiempo de calentamiento a esta potencia (sin pérdidas)

2:47

En kilovatios hora
0,093 kWh
En kilocalorías
80,0 kcal
Diferencia de temperatura
80,0 K
Calor específico usado
4186 J/(kg·K)

Energía para otras masas

Energía térmicaTiempo de calentamiento a esta potencia (sin pérdidas)
0,25 kg actual83,70:42
0,50 kg actual167,41:24
1 kg actual334,92:47
2 kg actual669,85:35
5 kg actual1674,413:57
20 kg actual6697,655:49

Cuánta energía cuesta calentar algo

Calentar un litro de agua para un té, una olla de pasta o el agua de un termo eléctrico requiere una cantidad de energía que se puede calcular con precisión. Depende de la masa, del salto de temperatura y de una propiedad del material: su calor específico, o capacidad calorífica específica.

Las fórmulas

Q = m × c × ΔT

Tiempo de calentamiento = Q ÷ potencia, sin pérdidas.

1 kWh = 3,6 MJ y 1 kcal = 4184 J

Donde Q es la energía en julios, m la masa en kg, c el calor específico en J/(kg·K) y ΔT la diferencia de temperatura. Un grado Celsius y un kelvin de diferencia son lo mismo.

Ejemplo resuelto

Para calentar 1 litro de agua, 1 kg, de 20 a 100 °C hacen falta 1 × 4186 × 80 = 334.880 J, unos 0,093 kWh u 80 kcal. Un hervidor de 2000 W tardaría 2 minutos y 47 segundos sin pérdidas; en la práctica, algo más. Con la electricidad a 0,18 €/kWh, cuesta menos de 2 céntimos.

Calores específicos habituales

Material c (J/(kg·K))
Agua 4186
Hielo 2100
Aceite de oliva 1970
Madera 1700
Aire 1005
Aluminio 897
Hormigón 880
Vidrio 840
Hierro y acero 450
Cobre 385

Por qué el agua es especial

El agua tiene uno de los calores específicos más altos de las sustancias comunes: para calentarla hace falta casi cinco veces más energía que para el aluminio de la misma masa. Por eso:

  • el mar se calienta y se enfría despacio, y el clima de la costa mediterránea es más suave que el del interior peninsular;
  • los sistemas de calefacción por agua y los radiadores de aceite guardan bien el calor;
  • una bolsa de agua caliente dura horas.

El cambio de estado no está incluido

La fórmula vale mientras el material no cambie de estado. Fundir el hielo y evaporar el agua requieren además el calor latente:

  • fundir 1 kg de hielo a 0 °C: 334 kJ, tanto como calentar ese kilo de agua de 20 a 100 °C;
  • evaporar 1 kg de agua a 100 °C: unos 2260 kJ, casi siete veces más.

Aplicaciones prácticas

  • Termo eléctrico: calentar 80 litros de 15 a 60 °C requiere unos 4,2 kWh.
  • Cocina: el aceite se calienta más del doble de rápido que la misma masa de agua.
  • Construcción: los materiales con mucha masa y calor específico, como el hormigón o la piedra, dan inercia térmica a los edificios.

Consejo

Para estimar el tiempo real, suma un margen por las pérdidas: un hervidor eléctrico tiene un rendimiento de alrededor del 80 al 90 %, y una olla en una placa de inducción, algo menos.

Preguntas frecuentes

¿Cuánta energía hace falta para calentar 1 litro de agua?

Para pasar 1 kg de agua de 20 a 100 °C: 1 × 4186 × 80 = 334.880 J, unos 0,093 kWh. Un hervidor de 2000 W tarda unos 2 minutos y 47 segundos sin pérdidas.

¿Qué es el calor específico?

La energía necesaria para subir 1 grado la temperatura de 1 kg de un material. El agua tiene uno de los más altos, 4186 J/(kg·K), y el cobre uno bajo, 385.

¿Por qué el agua tarda tanto en calentarse?

Porque su calor específico es muy alto: almacena mucha energía por grado. Por eso el mar suaviza el clima de las zonas costeras.

¿Incluye el cambio de estado?

No. Fundir hielo o hervir agua requiere además el calor latente: 334 kJ/kg para fundir el hielo y unos 2260 kJ/kg para evaporar el agua.

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Resultados orientativos con fines informativos. No sustituyen el consejo de un profesional.