Unterschied zwischen Wärmekapazität und spezifischer Wärme

Wärmekapazität vs. spezifische Wärme

Wenn ein Stoff erhitzt wird, steigt seine Temperatur an und beim Abkühlen sinkt seine Temperatur. Die Temperaturdifferenz ist proportional zur zugeführten Wärmemenge. Wärmekapazität und spezifische Wärme sind zwei Proportionalitätskonstanten, um die Temperaturänderung und die Wärmemenge in Beziehung zu setzen.

Wärmekapazität

In der Thermodynamik wird die Gesamtenergie eines Systems als innere Energie bezeichnet. Die innere Energie gibt die gesamte kinetische und potentielle Energie der Moleküle im System an. Die innere Energie einer Anlage kann entweder durch Arbeiten an der Anlage oder durch Erwärmen verändert werden. Die innere Energie einer Substanz nimmt zu, wenn ihre Temperatur erhöht wird. Die Höhe der Erhöhung hängt von den Bedingungen ab, unter denen die Erwärmung stattfindet. Wärme ist erforderlich, um die Temperatur zu erhöhen. Wärmekapazität (C) eines Stoffes ist „die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Stoffes um ein Grad Celsius (oder einen Kelvin) zu erhöhen.“ Die Wärmekapazität unterscheidet sich von Stoff zu Stoff. Die Stoffmenge ist direkt proportional zur Wärmekapazität. Das heißt, durch Verdoppeln der Substanzmasse kann die Wärmekapazität verdoppelt werden. Die Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von t zu erhöhen₁ bis t₂ eines Stoffes kann mit folgender Gleichung berechnet werden.

q = C x ∆ t

q = benötigte Wärme

∆t = t₁-t₂

Die Einheit der Wärmekapazität ist J^OC^-1 oder JK^-1. In der Thermodynamik sind zwei Arten von Wärmekapazitäten definiert. die Wärmekapazität bei konstantem Druck und Wärmekapazität bei konstantem Volumen.

Spezifische Wärme

Die Wärmekapazität hängt von der Substanzmenge ab. Spezifische Wärme oder spezifische Wärmekapazität (en) ist die Wärmekapazität, die unabhängig von der Stoffmenge ist. Es kann definiert werden als „die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Gramms eines Stoffes um einen Grad Celsius (oder einen Kelvin) bei konstantem Druck zu erhöhen.“ Die Einheit der spezifischen Wärme ist Jg^-1OC^-1.Die spezifische Wärme von Wasser ist mit 4.186 Jg sehr hoch^-1oC^-1. Dies bedeutet, um die Temperatur von 1 g Wasser um 1 zu erhöhen ^OC 4.186 J Wärmeenergie wird benötigt. Dieser hohe Wert trifft auf die Rolle von Wasser bei der thermischen Regulierung. Um die Wärme zu ermitteln, die erforderlich ist, um die Temperatur einer bestimmten Masse eines Stoffes aus t zu erhöhen₁ bis t₂,  folgende Gleichung kann verwendet werden.

q = m x s x ∆ t

q = benötigte Wärme

m = Masse der Substanz

∆t = t₁-t₂

Die obige Gleichung gilt jedoch nicht, wenn die Reaktion eine Phasenänderung beinhaltet. Zum Beispiel gilt es nicht, wenn das Wasser in die Gasphase geht (beim Siedepunkt) oder wenn das Wasser zu Eis gefriert (am Schmelzpunkt). Das ist weil; Die während des Phasenwechsels hinzugefügte oder entfernte Wärme ändert die Temperatur nicht.