Specifická tepelná kapacita vs. tepelná kapacita
Tepelná kapacita a měrná tepelná kapacita jsou dva velmi důležité pojmy v oblasti termodynamiky. Tyto koncepty hrají zásadní roli ve většině aplikací v termodynamice. Tento článek představí rozdíly a podobnosti mezi těmito dvěma pojmy.
Co je to tepelná kapacita?
Tepelná kapacita je nesmírně důležitou vlastností hmoty. Tepelná kapacita je měřitelná tepelná vlastnost. Je definována jako množství tepelné energie potřebné ke zvýšení teploty látky o danou teplotu. V jednotkovém systému SI je tepelná kapacita definována jako množství tepla potřebné ke zvýšení teploty vzorku o 1 Kelvin. Jednotky tepelné kapacity jsou jouly na kelvin. Tepelná kapacita vzorku závisí na látkách ve vzorku, jejich vazebné struktuře a hmotnosti každé látky. Tepelná kapacita objektu je nesmírně důležitá, protože ji lze použít k měření množství tepla absorbovaného nebo emitovaného objektem pomocí změny teploty objektu.
Tepelná kapacita zemské atmosféry je považována za nekonečnou s ohledem na tepelné výměny v laboratorních podmínkách. Proto je životní prostředí v takových procesech považováno za nekonečný jímač tepla. S velkým procesem výroby tepla, jako je teplo pocházející ze slunce, však nelze zemskou atmosféru považovat za nekonečný jímač tepla. Pro procesy zahrnující plyny existují speciálně definované dva typy tepelných kapacit. První z nich je konstantní objemová tepelná kapacita, a to je tepelná kapacita měřená, když se proces provádí ve stálém objemu. Jelikož není možná žádná expanze, nemůže plyn dělat žádnou práci na exteriéru. Proto celkový vstup energie způsobuje nárůst teploty. Druhým typem je tepelná kapacita s konstantním tlakem. V tomto případě může plyn působit na životní prostředí. Protože expanze znamená práci, celkové dodané teplo nezvýší teplotu.
Co je měrná tepelná kapacita?
Specifická tepelná kapacita je definována jako množství tepelné energie potřebné ke zvýšení teploty 1 kilogramového objektu o 1 Kelvin. Jednotky měrné tepelné kapacity jsou Joule na Kelvin na kilogram. Specifická tepelná kapacita čisté látky je konstanta. Pokud je známo složení objektu, lze specifickou tepelnou kapacitu snadno vypočítat sečtením tepelné kapacity určitých látek vynásobené odpovídajícím poměrem. Specifická tepelná kapacita objektu je nezávislá na jeho hmotnosti. Lze jej také brát jako tepelnou kapacitu objektu dělenou hmotou objektu.
Jaký je rozdíl mezi měrnou tepelnou kapacitou a tepelnou kapacitou?
• Specifická tepelná kapacita je vlastnost materiálu, ale tepelná kapacita je vlastnost objektu.
• Specifická tepelná kapacita čisté látky je konstantní, ale tepelná kapacita jakékoli látky závisí na hmotnosti vzorku.
• Specifická tepelná kapacita je nezávislá na hmotnosti, zatímco tepelná kapacita je závislá.
