Špecifická tepelná kapacita vs tepelná kapacita
Tepelná kapacita a špecifická tepelná kapacita sú dva veľmi dôležité pojmy v oblasti termodynamiky. Tieto koncepty zohrávajú zásadnú úlohu vo väčšine aplikácií v termodynamike. Tento článok predstaví rozdiely a podobnosti medzi týmito dvoma pojmami.
Čo je to tepelná kapacita?
Tepelná kapacita je mimoriadne dôležitou charakteristikou hmoty. Tepelná kapacita je merateľná tepelná vlastnosť. Je definovaná ako množstvo tepelnej energie potrebnej na zvýšenie teploty látky o danú teplotu. V systéme jednotiek SI je tepelná kapacita definovaná ako množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty vzorky o 1 Kelvin. Jednotky tepelnej kapacity sú jouly na Kelvin. Tepelná kapacita vzorky závisí od látok vo vzorke, ich väzobnej štruktúry a hmotnosti každej látky. Tepelná kapacita objektu je mimoriadne dôležitá, pretože sa ním dá merať množstvo tepla absorbovaného alebo emitovaného objektom pomocou zmeny teploty objektu.
Tepelná kapacita zemskej atmosféry sa považuje za nekonečnú vzhľadom na výmeny tepla v laboratórnych podmienkach. Preto sa životné prostredie v takýchto procesoch považuje za nekonečný chladič. Avšak pri veľkom procese výroby tepla, ako je teplo pochádzajúce zo slnka, nemožno zemskú atmosféru považovať za nekonečný chladič. Pre procesy zahŕňajúce plyny existujú dva typy tepelnej kapacity, ktoré sú osobitne definované. Prvou z nich je tepelná kapacita s konštantným objemom, a to je tepelná kapacita nameraná, keď sa proces vykonáva v konštantnom objeme. Pretože nie je možná expanzia, plyn nemôže robiť nijaké práce v exteriéri. Celkový vstup energie preto spôsobuje zvýšenie teploty. Druhým typom je tepelná kapacita pri konštantnom tlaku. V takom prípade môže plyn pôsobiť na životné prostredie. Pretože expanzia znamená prácu, celkové dodané teplo nezvýši teplotu.
Čo je to špecifická tepelná kapacita?
Špecifická tepelná kapacita je definovaná ako množstvo tepelnej energie potrebnej na zvýšenie teploty 1 kilogramového objektu o 1 Kelvin. Jednotky špecifickej tepelnej kapacity sú Joule na Kelvin na kilogram. Merná tepelná kapacita čistej látky je konštanta. Ak je známe zloženie objektu, možno špecifickú tepelnú kapacitu ľahko vypočítať spočítaním tepelných kapacít určitých látok vynásobených zodpovedajúcim podielom. Merná tepelná kapacita objektu je nezávislá od hmotnosti objektu. Môže sa to tiež brať ako tepelná kapacita objektu vydelená hmotou objektu.
Aký je rozdiel medzi špecifickou tepelnou kapacitou a tepelnou kapacitou?
• Merná tepelná kapacita je vlastnosťou materiálu, ale tepelná kapacita je vlastnosťou objektu.
• Špecifická tepelná kapacita čistej látky je konštantná, ale tepelná kapacita ktorejkoľvek látky závisí od hmotnosti vzorky.
• Merná tepelná kapacita je nezávislá od hmotnosti, zatiaľ čo tepelná kapacita je závislá.
