Spesifinen lämpökapasiteetti vs. lämpökapasiteetti
Lämpökapasiteetti ja ominaislämpökapasiteetti ovat kaksi erittäin tärkeää käsitettä termodynamiikan alalla. Näillä käsitteillä on tärkeä rooli useimmissa termodynamiikan sovelluksissa. Tässä artikkelissa esitellään näiden kahden käsitteen erot ja yhtäläisyydet.
Mikä on lämpökapasiteetti?
Lämpökapasiteetti on aineelle erittäin tärkeä ominaisuus. Lämpökapasiteetti on mitattava lämpöominaisuus. Se määritellään lämpöenergian määräksi, joka tarvitaan aineen lämpötilan nostamiseen tietyllä lämpötilalla. SI-yksikköjärjestelmässä lämpökapasiteetti määritellään lämmön määräksi, joka tarvitaan näytteen lämpötilan nostamiseen 1 kelviinillä. Lämpökapasiteetin yksiköt ovat Joule / Kelvin. Näytteen lämpökapasiteetti riippuu näytteessä olevista aineista, niiden sitoutumisrakenteesta ja kunkin aineen massasta. Esineen lämpökapasiteetti on erittäin tärkeä, koska sitä voidaan käyttää mittaamaan kohteen absorboiman tai lähettämän lämmön määrä esineen lämpötilan muutoksen avulla.
Maapallon ilmakehän lämpökapasiteettia pidetään äärettömänä laboratorion olosuhteissa tapahtuvan lämmönvaihdon suhteen. Siksi ympäristöä pidetään äärettömänä jäähdytyselementtinä tällaisissa prosesseissa. Suurilla lämmöntuotantoprosesseilla, kuten auringosta tulevalla lämmöllä, maapallon ilmakehää ei kuitenkaan voida pitää loputtomana jäähdytyselementtinä. Kaasuprosesseille on erityisesti määritelty kahden tyyppiset lämpökapasiteetit. Ensimmäinen on vakiotilavuuden lämpökapasiteetti, ja tämä on lämpökapasiteetti, joka mitataan, kun prosessi tehdään vakiotilavuudessa. Koska laajentaminen ei ole mahdollista, kaasu ei voi tehdä mitään työtä ulkopuolelta. Siksi kokonaisenergian syöttö aiheuttaa lämpötilan nousun. Toinen tyyppi on vakiopaineinen lämpökapasiteetti. Tällöin kaasu voi toimia ympäristössä. Koska laajennus tarkoittaa työn tekemistä, syötetty kokonaislämpö ei nosta lämpötilaa.
Mikä on ominaislämpökapasiteetti?
Ominaislämpökapasiteetti määritellään lämpöenergian määräksi, joka tarvitaan yhden kilon esineen lämpötilan nostamiseen 1 kelvillä. Lämpökapasiteetin yksiköt ovat Joule / Kelvin / kg. Puhtaan aineen ominaislämpökapasiteetti on vakio. Jos kohteen koostumus tiedetään, ominaislämpökapasiteetti voidaan helposti laskea laskemalla yhteen tiettyjen aineiden lämpökapasiteetit kerrottuna vastaavalla osuudella. Esineen ominaislämpökapasiteetti on riippumaton kohteen massasta. Sitä voidaan pitää myös kohteen lämpökapasiteettina jaettuna kohteen massalla.
Mitä eroa on lämpökapasiteetilla ja lämpökapasiteetilla?
• Ominaislämpökapasiteetti on materiaalin ominaisuus, mutta lämpökapasiteetti on kohteen ominaisuus.
• Puhtaan aineen ominaislämpökapasiteetti on vakio, mutta minkä tahansa aineen lämpökapasiteetti riippuu näytteen massasta.
• Ominaislämpökapasiteetti on riippumaton massasta, kun taas lämpökapasiteetti on riippuvainen.
