Kľúčový rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom je ten, že tepelná kapacita závisí od množstva látky, zatiaľ čo špecifická tepelná kapacita je od nej nezávislá.
Keď látku zahrievame, jej teplota stúpa a keď ju ochladzujeme, jej teplota klesá. Tento rozdiel teplôt je úmerný množstvu dodaného tepla. Tepelná kapacita a špecifické teplo sú dve konštanty úmernosti, ktoré súvisia so zmenou teploty a množstvom tepla.
Čo je tepelný výkon?
V termodynamike je celková energia systému vnútorná energia. Vnútorná energia udáva celkovú kinetickú a potenciálnu energiu molekúl v systéme. Vnútornú energiu systému môžeme zmeniť buď vykonaním práce na systéme, alebo jeho zahriatím. Vnútorná energia látky sa zvyšuje, keď zvyšujeme jej teplotu. Výška zvýšenia závisí od podmienok, pri ktorých dochádza k ohrevu. Tu potrebujeme teplo na zvýšenie teploty.
Tepelná kapacita (C) látky je „množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty látky o jeden stupeň Celzia (alebo jeden kelvin).“Tepelná kapacita sa líši od látky k látke. Množstvo látky je priamo úmerné tepelnej kapacite. To znamená, že zdvojnásobením hmotnosti látky sa tepelná kapacita zdvojnásobí. Teplo, ktoré potrebujeme na zvýšenie teploty látky z t1 na t2, možno vypočítať pomocou nasledujúcej rovnice.
q=C x ∆t
q=požadované teplo
∆t=t1-t2
Obrázok 01: Tepelná kapacita hélia
Jednotkou tepelnej kapacity je JºC-1 alebo JK-1. V termodynamike sú definované dva typy tepelných kapacít; tepelná kapacita pri konštantnom tlaku a tepelná kapacita pri konštantnom objeme.
Čo je špecifické teplo?
Tepelná kapacita závisí od množstva látky. Špecifické teplo alebo merná tepelná kapacita (s) je tepelná kapacita, ktorá je nezávislá od množstva látok. Môžeme to definovať ako „množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty jedného gramu látky o jeden stupeň Celzia (alebo jeden Kelvin) pri konštantnom tlaku.“
Jednotkou špecifického tepla je Jg-1oC-1 Merné teplo vody je veľmi vysoké, s hodnotou 4.186 Jg-1oC-1 To znamená, že na zvýšenie teploty 1 g vody o 1°C potrebujeme 4,186 J tepelnej energie. Táto vysoká hodnota zodpovedá za úlohu vody v tepelnej regulácii. Na nájdenie tepla potrebného na zvýšenie teploty určitej hmotnosti látky z t1 na t2 možno použiť nasledujúcu rovnicu.
q=m x s x ∆t
q=požadované teplo
m=hmotnosť látky
∆t=t1-t2
Vyššie uvedená rovnica však neplatí, ak reakcia zahŕňa fázovú zmenu; napríklad, keď voda prechádza do plynnej fázy (pri bode varu), alebo keď voda zamrzne a vytvorí ľad (v bode topenia). Je to preto, že teplo pridané alebo odstránené počas zmeny fázy nemení teplotu.
Aký je rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom?
Kľúčový rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom je v tom, že tepelná kapacita závisí od množstva látky, zatiaľ čo špecifická tepelná kapacita je od nej nezávislá. Ďalej, keď vezmeme do úvahy teóriu, tepelná kapacita množstva tepla potrebného na zmenu teploty látky o 1 °C alebo 1 K, zatiaľ čo špecifické teplo je teplo potrebné na zmenu teploty 1 g látky o 1 °C alebo 1 K.
Zhrnutie – Tepelná kapacita verzus špecifické teplo
Tepelná kapacita a špecifické teplo sú dôležité pojmy v termodynamike. Kľúčový rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom je ten, že tepelná kapacita závisí od množstva látky, zatiaľ čo špecifická tepelná kapacita je od nej nezávislá.
