Špecifická tepelná kapacita vs tepelná kapacita
Tepelná kapacita a merná tepelná kapacita sú dva veľmi dôležité pojmy v oblasti termodynamiky. Tieto koncepty hrajú dôležitú úlohu vo väčšine aplikácií v termodynamike. Tento článok predstaví rozdiely a podobnosti medzi týmito dvoma pojmami.
Čo je tepelný výkon?
Tepelná kapacita je mimoriadne dôležitá vlastnosť 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 väzbovej štruktúry a hmotnosti každej látky. Tepelná kapacita objektu je mimoriadne dôležitá, pretože ju možno použiť na meranie množstva tepla absorbovaného alebo emitovaného objektom pomocou zmeny teploty objektu.
Tepelná kapacita zemskej atmosféry sa považuje za nekonečnú vzhľadom na tepelné výmeny v laboratórnych podmienkach. Preto sa prostredie v takýchto procesoch považuje za nekonečný chladič. Avšak pri veľkom procese výroby tepla, akým je teplo pochádzajúce zo slnka, nemožno zemskú atmosféru považovať za nekonečný chladič. Pre procesy zahŕňajúce plyny sú špeciálne definované dva typy tepelných kapacít. Prvým je tepelná kapacita s konštantným objemom, a to je tepelná kapacita meraná, keď sa proces vykonáva v konštantnom objeme. Keďže nie je možná expanzia, plyn nemôže vykonávať žiadnu prácu na vonkajšej strane. Preto celkový prísun energie spôsobuje zvýšenie teploty. Druhým typom je tepelná kapacita s konštantným tlakom. V tomto prípade môže plyn pôsobiť na životné prostredie. Keďže expanzia znamená robiť prácu, celkové dodané teplo nezvýši teplotu.
Čo je špecifický tepelný výkon?
Špecifická tepelná kapacita je definovaná ako množstvo tepelnej energie potrebnej na zvýšenie teploty 1 kilogramového predmetu o 1 Kelvin. Jednotky mernej tepelnej kapacity sú Joule na Kelvin na kilogram. Merná tepelná kapacita čistej látky je konštantná. Ak je známe zloženie objektu, mernú tepelnú kapacitu možno ľahko vypočítať sčítaním tepelných kapacít určitých látok vynásobených príslušným podielom. Merná tepelná kapacita objektu je nezávislá od hmotnosti objektu. Môže sa brať aj ako tepelná kapacita objektu vydelená hmotnosťou objektu.
Aký je rozdiel medzi špecifickým tepelným výkonom a tepelným výkonom?
• Merná tepelná kapacita je vlastnosťou materiálu, ale tepelná kapacita je vlastnosťou objektu.
• Špecifická tepelná kapacita čistej látky je konštantná, ale tepelná kapacita akejkoľvek látky závisí od hmotnosti vzorky.
• Špecifická tepelná kapacita je nezávislá od hmotnosti, zatiaľ čo tepelná kapacita je závislá.
