Specifična toplotna zmogljivost v primerjavi s toplotno zmogljivostjo
Toplotna in specifična toplotna zmogljivost sta dva zelo pomembna pojma na področju termodinamike. Ti koncepti igrajo ključno vlogo v večini primerov termodinamike. Ta članek bo predstavil razlike in podobnosti med tema dvema konceptoma.
Kaj je toplotna zmogljivost?
Toplotna zmogljivost je izjemno pomembna lastnost snovi. Toplotna zmogljivost je merljiva toplotna lastnost. Opredeljen je kot količina toplotne energije, ki je potrebna za povečanje temperature snovi za določeno temperaturo. V sistemu enot SI je toplotna zmogljivost opredeljena kot količina toplote, potrebna za povečanje temperature vzorca za 1 Kelvin. Enote toplotne zmogljivosti so Jouli na Kelvina. Toplotna sposobnost vzorca je odvisna od snovi v vzorcu, njihove vezivne strukture in mase vsake snovi. Toplotna zmogljivost predmeta je izredno pomembna, saj se z njo lahko izmeri količina toplote, ki jo objekt absorbira ali odda s pomočjo temperaturne spremembe predmeta.
Toplotna sposobnost zemeljske atmosfere se glede na izmenjave toplote v laboratorijskih pogojih šteje za neskončnost. Zato se okolje v takšnih procesih šteje za neskončen hladilnik. Vendar z velikimi postopki pridobivanja toplote, kot je toplota, ki prihaja iz sonca, zemeljske atmosfere ni mogoče šteti za neskončen hladilnik. Za postopke, ki vključujejo pline, sta posebej opredeljeni dve vrsti toplotnih zmogljivosti. Prva je konstantna prostorninska toplotna kapaciteta, to pa je toplotna zmogljivost, izmerjena, ko postopek poteka v konstantni prostornini. Ker širitev ni mogoča, plin ne more delati zunanjosti. Zato celotna vložena energija povzroči dvig temperature. Druga vrsta je konstantna tlačna toplotna zmogljivost. V tem primeru lahko plin deluje na okolje. Ker razširitev pomeni opravljanje dela, celotna dovedena toplota ne bo zvišala temperature.
Kaj je specifična toplotna zmogljivost?
Specifična toplotna zmogljivost je opredeljena kot količina toplotne energije, ki je potrebna za povišanje temperature 1-kilogramskega predmeta za 1 Kelvin. Enote specifične toplotne zmogljivosti so Joule na Kelvin na kilogram. Specifična toplotna zmogljivost čiste snovi je konstanta. Če je sestava predmeta znana, lahko specifično toplotno zmogljivost enostavno izračunamo tako, da seštejemo toplotne kapacitete nekaterih snovi, pomnožene z ustreznim deležem. Specifična toplotna zmogljivost predmeta ni odvisna od mase predmeta. Lahko ga vzamemo tudi kot toplotno zmogljivost predmeta, deljeno z maso predmeta.
Kakšna je razlika med specifično toplotno in toplotno zmogljivostjo?
• Specifična toplotna zmogljivost je lastnost materiala, toplotna zmogljivost pa je lastnost predmeta.
• Specifična toplotna zmogljivost čiste snovi je konstantna, vendar je toplotna zmogljivost katere koli snovi odvisna od mase vzorca.
• Specifična toplotna zmogljivost je neodvisna od mase, medtem ko je toplotna zmogljivost odvisna.
