Fajlagos hőkapacitás vs hőkapacitás
A hőkapacitás és a fajlagos hőkapacitás két nagyon fontos fogalom a termodinamika területén. Ezek a fogalmak létfontosságú szerepet játszanak a legtöbb termodinamikai alkalmazásban. Ez a cikk bemutatja a két fogalom közötti különbségeket és hasonlóságokat.
Mi a hőkapacitás?
A hőkapacitás az anyag rendkívül fontos jellemzője. A hőkapacitás mérhető termikus tulajdonság. Ez az a hőenergia mennyisége, amely egy anyag hőmérsékletének adott hőmérséklettel történő növeléséhez szükséges. Az SI mértékegységrendszerben a hőkapacitás az a hőmennyiség, amely a minta hőmérsékletének 1 Kelvinnel történő növeléséhez szükséges. A hőkapacitás mértékegysége Joule per Kelvin. A minta hőkapacitása a mintában lévő anyagoktól, azok kötési szerkezetétől és az egyes anyagok tömegétől függ. Egy tárgy hőkapacitása rendkívül fontos, mert ezzel mérhető a tárgy által elnyelt vagy kibocsátott hőmennyiség a tárgy hőmérséklet-változása segítségével.
A Föld légkörének hőkapacitása végtelennek számít a laboratóriumi körülmények között zajló hőcsere szempontjából. Ezért a környezetet az ilyen folyamatokban végtelen hőelnyelőnek tekintik. Azonban a nagy hőtermelési folyamatok, például a napból érkező hő miatt a földi légkör nem tekinthető végtelen hőelnyelőnek. A gázokat tartalmazó folyamatok esetében kétféle hőkapacitás van külön meghatározott. Az első az állandó térfogatú hőkapacitás, ez pedig az a hőkapacitás, amelyet akkor mérnek, ha a folyamat állandó térfogatban történik. Mivel a tágulás nem lehetséges, a gáz nem végez semmilyen munkát a külső oldalon. Ezért a teljes bevitt energia hőmérséklet-emelkedést okoz. A második típus az állandó nyomású hőkapacitás. Ebben az esetben a gáz hatással lehet a környezetre. Mivel a tágulás munkavégzést jelent, az összes szolgáltatott hő nem fogja növelni a hőmérsékletet.
Mi a fajlagos hőkapacitás?
A fajlagos hőkapacitás az a hőenergia-mennyiség, amely egy 1 kilogrammos tárgy hőmérsékletének 1 Kelvinnel történő emeléséhez szükséges. A fajlagos hőkapacitás mértékegysége Joule per Kelvin per kilogramm. Egy tiszta anyag fajlagos hőkapacitása állandó. Ha egy tárgy összetétele ismert, akkor a fajlagos hőkapacitás könnyen kiszámítható úgy, hogy egyes anyagok hőkapacitását összeadjuk a megfelelő hányaddal. Egy tárgy fajlagos hőkapacitása független a tárgy tömegétől. Felfogható úgy is, mint a tárgy hőkapacitása osztva a tárgy tömegével.
Mi a különbség a fajlagos hőkapacitás és a hőkapacitás között?
• A fajlagos hőkapacitás az anyag, de a hőkapacitás az objektum tulajdonsága.
• Egy tiszta anyag fajlagos hőkapacitása állandó, de bármely anyag hőkapacitása a minta tömegétől függ.
• A fajlagos hőkapacitás független a tömegtől, míg a hőkapacitás függő.
