Różnica między pojemnością cieplną a ciepłem właściwym

The kluczowa różnica jest to między pojemnością cieplną a ciepłem właściwym pojemność cieplna zależy od ilości substancji, a właściwa pojemność cieplna jest od niej niezależna.

Kiedy ogrzewamy substancję, jej temperatura wzrasta, a gdy ją ochładzamy, jej temperatura spada. Ta różnica temperatur jest proporcjonalna do ilości dostarczanego ciepła. Pojemność cieplna i ciepło właściwe to dwie stałe proporcjonalności związane ze zmianą temperatury i ilością ciepła.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest pojemność cieplna 
3. Co to jest ciepło właściwe
4. Porównanie obok siebie - pojemność cieplna vs ciepło właściwe w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest pojemność cieplna?

W termodynamice całkowita energia systemu to energia wewnętrzna. Energia wewnętrzna określa całkowitą energię kinetyczną i potencjalną molekuł w układzie. Możemy zmienić energię wewnętrzną systemu, wykonując prace na systemie lub ogrzewając go. Energia wewnętrzna substancji wzrasta, gdy zwiększamy jej temperaturę. Wielkość wzrostu zależy od warunków, w których odbywa się ogrzewanie. Tutaj potrzebujemy ciepła, aby zwiększyć temperaturę.

Pojemność cieplna (C) substancji to „ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury substancji o jeden stopień Celsjusza (lub o jeden stopień Kelvina)”. Pojemność cieplna różni się w zależności od substancji. Ilość substancji jest wprost proporcjonalna do pojemności cieplnej. Oznacza to, że poprzez podwojenie masy substancji pojemność cieplna ulega podwojeniu. Ciepło, którego potrzebujemy, aby zwiększyć temperaturę z t₁ do t₂₎ substancji można obliczyć za pomocą następującego równania.

q = C x ∆t
q = wymagane ciepło
=t = t₁-t₂₎

Rysunek 01: Pojemność cieplna helu

Jednostką pojemności cieplnej jest JºC^-1 lub JK^-1. Dwa rodzaje pojemności cieplnych są zdefiniowane w termodynamice; pojemność cieplna przy stałym ciśnieniu i pojemność cieplna przy stałej objętości.

Co to jest ciepło właściwe?

Pojemność cieplna zależy od ilości substancji. Ciepło właściwe lub ciepło właściwe to pojemność cieplna niezależna od ilości substancji. Możemy to zdefiniować jako „ilość ciepła wymaganą do podniesienia temperatury jednego grama substancji o jeden stopień Celsjusza (lub jednego Kelwina) przy stałym ciśnieniu”.

Jednostką ciepła właściwego jest Jg^-1odo^-1. Ciepło właściwe wody jest bardzo wysokie, o wartości 4,186 Jg^-1odo^-1. Oznacza to, że aby zwiększyć temperaturę 1 g wody o 1 ° C, potrzebujemy 4.186 J energii cieplnej. Ta wysoka wartość odpowiada roli wody w regulacji termicznej. Aby znaleźć ciepło potrzebne do podniesienia temperatury pewnej masy substancji z t1 do t2, można zastosować następujące równanie.

q = m x s x ∆t
q = wymagane ciepło
m = masa substancji
=t = t₁-t₂₎

Powyższe równanie nie ma jednak zastosowania, jeśli reakcja obejmuje zmianę fazy; na przykład, gdy woda przechodzi w fazę gazową (w punkcie wrzenia) lub gdy woda zamarza tworząc lód (w punkcie topnienia). Jest tak, ponieważ ciepło dodane lub usunięte podczas zmiany fazy nie zmienia temperatury.

Jaka jest różnica między pojemnością cieplną a ciepłem właściwym?

Kluczową różnicą między pojemnością cieplną a ciepłem właściwym jest to, że pojemność cieplna zależy od ilości substancji, podczas gdy właściwa pojemność cieplna jest od niej niezależna. Ponadto, biorąc pod uwagę teorię, pojemność cieplna ilości ciepła potrzebnej do zmiany temperatury substancji o 1 ° C lub 1 K, podczas gdy ciepło właściwe to ciepło potrzebne do zmiany 1 g temperatury substancji o 1 ° C lub 1 K.

Podsumowanie - pojemność cieplna a ciepło właściwe

Pojemność cieplna i ciepło właściwe są ważnymi terminami w termodynamice. Kluczową różnicą między pojemnością cieplną a ciepłem właściwym jest to, że pojemność cieplna zależy od ilości substancji, podczas gdy właściwa pojemność cieplna jest od niej niezależna.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Specyficzna pojemność cieplna w chemii”. ThoughtCo, 21 marca 2019, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Pojemność cieplna 4He 01” Adwaele z angielskiej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia