Różnica między konkretną pojemnością cieplną a pojemnością cieplną

Określona pojemność cieplna a pojemność cieplna

Pojemność cieplna i właściwa pojemność cieplna to dwa bardzo ważne pojęcia w dziedzinie termodynamiki. Pojęcia te odgrywają istotną rolę w większości zastosowań w termodynamice. W tym artykule zostaną przedstawione różnice i podobieństwa między tymi dwoma pojęciami.

Co to jest pojemność cieplna?

Pojemność cieplna jest niezwykle ważną cechą materii. Pojemność cieplna jest mierzalną właściwością termiczną. Definiuje się ją jako ilość energii cieplnej wymaganej do podniesienia temperatury substancji o daną temperaturę. W układzie jednostek SI pojemność cieplna jest definiowana jako ilość ciepła wymagana do podniesienia temperatury próbki o 1 kelwin. Jednostkami pojemności cieplnej są dżule na kelwin. Pojemność cieplna próbki zależy od substancji w próbce, ich struktury wiązania i masy każdej substancji. Pojemność cieplna obiektu jest niezwykle ważna, ponieważ można go wykorzystać do pomiaru ilości ciepła pochłoniętego lub emitowanego przez obiekt przy użyciu zmiany temperatury obiektu.

Pojemność cieplną atmosfery ziemskiej uważa się za nieskończoność w odniesieniu do wymiany ciepła w warunkach laboratoryjnych. Dlatego środowisko jest uważane za nieskończony radiator w takich procesach. Jednak przy dużym procesie wytwarzania ciepła, takim jak ciepło pochodzące od słońca, atmosfery ziemskiej nie można uznać za nieskończony radiator. W przypadku procesów z udziałem gazów istnieją dwa rodzaje pojemności cieplnych specjalnie zdefiniowane. Pierwszy to pojemność cieplna o stałej objętości, a jest to pojemność cieplna mierzona, gdy proces odbywa się w stałej objętości. Ponieważ ekspansja nie jest możliwa, gaz nie może wykonywać żadnych prac na zewnątrz. Dlatego całkowity pobór energii powoduje wzrost temperatury. Drugi typ to stała pojemność cieplna. W takim przypadku gaz może działać na środowisko. Ponieważ ekspansja oznacza wykonywanie pracy, całkowite dostarczone ciepło nie podniesie temperatury.

Co to jest konkretna pojemność cieplna?

Specyficzna pojemność cieplna jest definiowana jako ilość energii cieplnej wymaganej do podniesienia temperatury 1 kilogramowego obiektu o 1 Kelvin. Jednostkami pojemności cieplnej są Joule na Kelvina na kilogram. Specyficzna pojemność cieplna czystej substancji jest stała. Jeśli znany jest skład przedmiotu, właściwą pojemność cieplną można łatwo obliczyć, sumując pojemność cieplną niektórych substancji pomnożoną przez odpowiednią proporcję. Specyficzna pojemność cieplna obiektu jest niezależna od jego masy. Można to również uznać za pojemność cieplną obiektu podzieloną przez masę obiektu.