Specifična toplotna kapaciteta proti toplotni kapaciteti
Toplotna kapaciteta in specifična toplotna kapaciteta sta dva zelo pomembna pojma na področju termodinamike. Ti koncepti igrajo ključno vlogo v večini aplikacij v termodinamiki. Ta članek bo predstavil razlike in podobnosti med tema pojmoma.
Kaj je toplotna kapaciteta?
Toplotna kapaciteta je izjemno pomembna lastnost snovi. Toplotna kapaciteta je merljiva toplotna lastnost. Opredeljena je kot količina toplotne energije, ki je potrebna za povečanje temperature snovi za določeno temperaturo. V sistemu enot SI je toplotna kapaciteta definirana kot količina toplote, ki je potrebna za povečanje temperature vzorca za 1 Kelvin. Enote toplotne kapacitete so jouli na Kelvin. Toplotna kapaciteta vzorca je odvisna od snovi v vzorcu, njihove vezne strukture in mase posamezne snovi. Toplotna kapaciteta predmeta je izredno pomembna, saj jo lahko uporabimo za merjenje količine toplote, ki jo predmet absorbira ali odda, s temperaturno spremembo predmeta.
Toplotna kapaciteta zemeljske atmosfere velja za neskončno glede na izmenjave toplote v laboratorijskih pogojih. Zato se okolje v takih procesih obravnava kot neskončni ponor toplote. Vendar z velikim procesom pridobivanja toplote, kot je toplota, ki prihaja od sonca, zemeljske atmosfere ni mogoče obravnavati kot neskončnega ponora toplote. Za procese, ki vključujejo pline, sta posebej opredeljeni dve vrsti toplotnih kapacitet. Prva je toplotna kapaciteta konstantne prostornine, to pa je toplotna kapaciteta, izmerjena, ko se proces izvaja v konstantni prostornini. Ker ekspanzija ni mogoča, plin ne more opraviti nobenega dela na zunanjosti. Zato celoten vnos energije povzroči dvig temperature. Druga vrsta je toplotna kapaciteta s konstantnim tlakom. V tem primeru lahko plin deluje na okolje. Ker širitev pomeni opravljanje dela, skupna dovedena toplota ne bo dvignila temperature.
Kaj je specifična toplotna kapaciteta?
Specifična toplotna kapaciteta je definirana kot količina toplotne energije, ki je potrebna za dvig temperature 1 kilogramskega predmeta za 1 Kelvin. Enote specifične toplotne kapacitete so Joule na Kelvin na kilogram. Specifična toplotna kapaciteta čiste snovi je konstanta. Če poznamo sestavo predmeta, lahko specifično toplotno kapaciteto enostavno izračunamo tako, da seštejemo toplotne kapacitete določenih snovi, pomnožene z ustreznim deležem. Specifična toplotna kapaciteta predmeta ni odvisna od mase predmeta. Lahko se vzame tudi kot toplotna kapaciteta predmeta, deljena z maso predmeta.
Kakšna je razlika med specifično toplotno kapaciteto in toplotno kapaciteto?
• Specifična toplotna kapaciteta je lastnost materiala, toplotna kapaciteta pa je lastnost predmeta.
• Specifična toplotna kapaciteta čiste snovi je konstantna, toplotna kapaciteta katerekoli snovi pa je odvisna od mase vzorca.
• Specifična toplotna kapaciteta je neodvisna od mase, medtem ko je toplotna kapaciteta odvisna.
