Spezifische Wärmekapazität vs. Wärmekapazität
Wärmekapazität und spezifische Wärmekapazität sind zwei sehr wichtige Konzepte auf dem Gebiet der Thermodynamik. Diese Konzepte spielen bei den meisten Anwendungen in der Thermodynamik eine entscheidende Rolle. Dieser Artikel stellt die Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden Konzepten vor.
Was ist Wärmekapazität?
Die Wärmekapazität ist eine äußerst wichtige Eigenschaft von Materie. Die Wärmekapazität ist eine messbare thermische Eigenschaft. Sie ist definiert als die Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Stoffes um eine bestimmte Temperatur zu erhöhen. Im SI-Einheitensystem ist die Wärmekapazität definiert als die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur einer Probe um 1 Kelvin zu erhöhen. Die Einheit der Wärmekapazität ist Joule pro Kelvin. Die Wärmekapazität einer Probe hängt von den Substanzen in der Probe, ihrer Bindungsstruktur und der Masse jeder Substanz ab. Die Wärmekapazität eines Objekts ist äußerst wichtig, da sie dazu verwendet werden kann, die vom Objekt aufgenommene oder abgegebene Wärmemenge anhand der Temperaturänderung des Objekts zu messen.
Die Wärmekapazität der Erdatmosphäre wird in Bezug auf den Wärmeaustausch unter Laborbedingungen als unendlich betrachtet. Daher wird die Umgebung bei solchen Prozessen als unendliche Wärmesenke betrachtet. Bei großen Wärmeerzeugungsprozessen wie der von der Sonne kommenden Wärme kann die Erdatmosphäre jedoch nicht als unendliche Wärmesenke betrachtet werden. Für Prozesse mit Gasen gibt es zwei Arten von Wärmekapazitäten, die speziell definiert sind. Die erste ist die Wärmekapazität bei konstantem Volumen, und dies ist die Wärmekapazität, die gemessen wird, wenn der Prozess in einem konstanten Volumen durchgeführt wird. Da keine Ausdehnung möglich ist, kann das Gas nach außen keine Arbeit verrichten. Der gesamte Energieeintrag bewirkt also einen Temperaturanstieg. Der zweite Typ ist die Wärmekapazität bei konstantem Druck. In diesem Fall kann das Gas an der Umwelt arbeiten. Da die Ausdehnung Arbeit bedeutet, wird die zugeführte Gesamtwärme die Temperatur nicht erhöhen.
Was ist die spezifische Wärmekapazität?
Spezifische Wärmekapazität ist definiert als die Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um die Temperatur eines 1-Kilogramm-Objekts um 1 Kelvin zu erhöhen. Die Einheit der spezifischen Wärmekapazität ist Joule pro Kelvin pro Kilogramm. Die spezifische Wärmekapazität eines reinen Stoffes ist eine Konstante. Ist die Zusammensetzung eines Objekts bekannt, lässt sich die spezifische Wärmekapazität leicht errechnen, indem man die Wärmekapazitäten bestimmter Stoffe addiert und mit dem entsprechenden Anteil multipliziert. Die spezifische Wärmekapazität eines Objekts ist unabhängig von der Masse des Objekts. Sie kann auch als Wärmekapazität des Objekts dividiert durch die Masse des Objekts angenommen werden.
Was ist der Unterschied zwischen spezifischer Wärmekapazität und Wärmekapazität?
• Die spezifische Wärmekapazität ist eine Eigenschaft des Materials, aber die Wärmekapazität ist eine Eigenschaft des Objekts.
• Die spezifische Wärmekapazität einer reinen Substanz ist konstant, aber die Wärmekapazität jeder Substanz hängt von der Masse der Probe ab.
• Die spezifische Wärmekapazität ist unabhängig von der Masse, während die Wärmekapazität abhängig ist.
