Spezifische Wärmekapazität vs. Wärmekapazität
Wärmekapazität und spezifische Wärmekapazität sind zwei sehr wichtige Konzepte auf dem Gebiet der Thermodynamik. Diese Konzepte spielen in den meisten Anwendungen der Thermodynamik eine entscheidende Rolle. In diesem Artikel werden die Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden Konzepten vorgestellt.
Was ist Wärmekapazität?
Die Wärmekapazität ist ein äußerst wichtiges Merkmal der Materie. Die Wärmekapazität ist eine messbare thermische Eigenschaft. Es 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 als die Wärmemenge definiert, die erforderlich ist, um die Temperatur einer Probe um 1 Kelvin zu erhöhen. Die Einheiten der Wärmekapazität sind 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 damit die vom Objekt absorbierte oder abgegebene Wärmemenge anhand der Temperaturänderung des Objekts gemessen werden kann.
Die Wärmekapazität der Erdatmosphäre wird in Bezug auf den Wärmeaustausch unter Laborbedingungen als unendlich angesehen. Daher wird die Umgebung bei solchen Prozessen als unendlicher Kühlkörper betrachtet. Bei einem großen Wärmeerzeugungsprozess wie der von der Sonne kommenden Wärme kann die Erdatmosphäre jedoch nicht als unendlicher Kühlkörper betrachtet werden. Für Prozesse mit Gasen gibt es zwei Arten von Wärmekapazitäten, die speziell definiert sind. Die erste ist die Wärmekapazität mit konstantem Volumen, und dies ist die Wärmekapazität, die gemessen wird, wenn der Prozess in einem konstanten Volumen durchgeführt wird. Da keine Expansion möglich ist, kann das Gas außen keine Arbeiten ausführen. Daher verursacht der Gesamtenergieeintrag einen Temperaturanstieg. Der zweite Typ ist die Wärmekapazität bei konstantem Druck. In diesem Fall kann das Gas die Umwelt belasten. Da die Expansion Arbeit bedeutet, erhöht die insgesamt zugeführte Wärme die Temperatur nicht.
Was ist die spezifische Wärmekapazität?
Die 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 Einheiten der spezifischen Wärmekapazität sind Joule pro Kelvin pro Kilogramm. Die spezifische Wärmekapazität eines Reinsubstanzes ist konstant. Wenn die Zusammensetzung eines Objekts bekannt ist, kann die spezifische Wärmekapazität leicht berechnet werden, indem die Wärmekapazitäten bestimmter Substanzen multipliziert mit dem entsprechenden Anteil addiert werden. Die spezifische Wärmekapazität eines Objekts ist unabhängig von der Masse des Objekts. Sie kann auch als Wärmekapazität des Objekts geteilt durch die Masse des Objekts angesehen werden.
Was ist der Unterschied zwischen spezifischer Wärmekapazität und Wärmekapazität?
• Die spezifische Wärmekapazität ist eine Eigenschaft des Materials, die Wärmekapazität ist jedoch eine Eigenschaft des Objekts.
• Die spezifische Wärmekapazität eines Reinsubstanzes ist konstant, die Wärmekapazität eines Stoffes hängt jedoch von der Masse der Probe ab.
• Die spezifische Wärmekapazität ist unabhängig von der Masse, während die Wärmekapazität abhängig ist.
