Definition der spezifischen Wärmekapazität

Definition der spezifischen Wärmekapazität

Die spezifische Wärmekapazität ist die Menge von HitzeEnergie erforderlich, um die zu erhöhen Temperatur eines Stoffes pro Einheit von Masse. Die spezifische Wärmekapazität eines Materials ist eine physikalische Eigenschaft. Es ist auch ein Beispiel für eine umfangreiche Eigenschaft, da ihr Wert proportional zur Größe des untersuchten Systems ist.

Wichtige Erkenntnisse: Spezifische Wärmekapazität

  • Die spezifische Wärmekapazität ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur pro Masseneinheit zu erhöhen.
  • Normalerweise ist es die Wärme in Joule, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Gramm Probe 1 Kelvin oder 1 Grad Celsius zu erhöhen.
  • Wasser hat eine extrem hohe spezifische Wärmekapazität, was es für die Temperaturregulierung gut macht.

ImSI Einheiten, spezifische Wärmekapazität (Symbol: c) ist die Wärmemenge in Joule erforderlich, um 1 zu erhöhen Gramm eines Stoffes 1 Kelvin. Es kann auch als J / kg · K ausgedrückt werden. Die spezifische Wärmekapazität kann auch in Kalorieneinheiten pro Gramm Grad Celsius angegeben werden. Verwandte Werte sind die molare Wärmekapazität, ausgedrückt in J / mol · K, und die volumetrische Wärmekapazität, angegeben in J / m

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3· K.

Die Wärmekapazität ist definiert als das Verhältnis der auf ein Material übertragenen Energiemenge und der Temperaturänderung, die erzeugt wird:

C = Q / ΔT

Dabei ist C die Wärmekapazität, Q die Energie (normalerweise in Joule ausgedrückt) und ΔT die Temperaturänderung (normalerweise in Grad Celsius oder in Kelvin). Alternativ kann die Gleichung geschrieben werden:

Q = CmΔT

Spezifische Wärme und Wärmekapazität hängen von der Masse ab:

C = m * S.

Dabei ist C die Wärmekapazität, m die Masse eines Materials und S die spezifische Wärme. Da sich die spezifische Wärme pro Masseneinheit befindet, ändert sich ihr Wert unabhängig von der Größe der Probe nicht. Die spezifische Wärme einer Gallone Wasser entspricht also der spezifischen Wärme eines Wassertropfens.

Es ist wichtig, die Beziehung zwischen zugesetzter Wärme, spezifischer Wärme, Masse und Temperaturänderung zu beachten gilt nicht während eines Phasenwechsels. Der Grund dafür ist, dass Wärme, die bei einem Phasenwechsel hinzugefügt oder abgeführt wird, die Temperatur nicht verändert.

Auch bekannt als: spezifische Wärme, massenspezifische Wärme, Wärmekapazität

Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von 4,18 J (oder 1 Kalorie / Gramm ° C). Dies ist ein viel höherer Wert als der der meisten anderen Substanzen, wodurch Wasser die Temperatur außerordentlich gut reguliert. Im Gegensatz dazu hat Kupfer eine spezifische Wärmekapazität von 0,39 J.

Tabelle der gemeinsamen spezifischen Wärme und Wärmekapazitäten

Diese Tabelle mit spezifischen Werten für Wärme und Wärmekapazität soll Ihnen helfen, ein besseres Gefühl für die Arten von Materialien zu bekommen, die Wärme leicht leiten, als für solche, die dies nicht tun. Wie zu erwarten ist, weisen Metalle eine relativ geringe spezifische Wärme auf.

Material Spezifische Wärme
(J / g ° C)
Wärmekapazität
(J / ° C für 100 g)
Gold 0.129 12.9
Merkur 0.140 14.0
Kupfer 0.385 38.5
Eisen 0.450 45.0
Salz (Nacl) 0.864 86.4
Aluminium 0.902 90.2
Luft 1.01 101
Eis 2.03 203
Wasser 4.179 417.9

Quellen

  • Halliday, David; Resnick, Robert (2013). Grundlagen der Physik. Wiley. p. 524.
  • Kittel, Charles (2005). Einführung in die Festkörperphysik (8. Aufl.). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. p. 141. ISBN 0-471-41526-X.
  • Laider, Keith J. (1993). Die Welt der physikalischen Chemie. Oxford University Press. ISBN 0-19-855919-4.
  • ungewöhnlich A. Cengel und Michael A. Boles (2010). Thermodynamik: Ein technischer Ansatz (7. Auflage). McGraw-Hill. ISBN 007-352932-X.
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