Rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom

kľúčový rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom to je tepelná kapacita závisí od množstva látky, zatiaľ čo špecifická tepelná kapacita je od nej nezávislá.

Keď látku zahrievame, jej teplota stúpa a keď ju ochladíme, jej teplota klesá. Tento rozdiel teplôt je úmerný množstvu dodaného tepla. Tepelná kapacita a špecifické teplo sú dve konštanty proporcionality, ktoré súvisia so zmenou teploty a množstvom tepla.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je tepelná kapacita 
3. Čo je špecifické teplo
4. Porovnanie bok po boku - tepelná kapacita verzus merné teplo v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je tepelná kapacita?

V termodynamike je celková energia systému vnútorná energia. Vnútorná energia určuje celkovú kinetickú a potenciálnu energiu molekúl v systéme. Môžeme zmeniť vnútornú energiu systému buď prácou na systéme alebo jeho zahrievaním. Vnútorná energia látky sa zvyšuje, keď zvyšujeme jej teplotu. Výška zvýšenia závisí od podmienok, pri ktorých dochádza k zahrievaniu. Tu potrebujeme teplo na zvýšenie teploty.

Tepelná kapacita (C) látky je „množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty látky o jeden stupeň Celzia (alebo jeden kelvin).“ Tepelná kapacita sa v jednotlivých látkach líši. Množstvo látky je priamo úmerné tepelnej kapacite. To znamená, že zdvojnásobením hmotnosti látky sa tepelná kapacita zdvojnásobí. Teplo, ktoré musíme zvýšiť z t₁ do t₂ látky sa dá vypočítať pomocou nasledujúcej rovnice.

q = C x ∆t
q = požadované teplo
∆t = t₁-T₂

Obrázok 01: Tepelná kapacita hélia

Jednotka tepelnej kapacity je JºC^-1 alebo JK^-1. Termodynamika definuje dva typy tepelných kapacít; tepelná kapacita pri konštantnom tlaku a tepelná kapacita pri konštantnom objeme.

Čo je špecifické teplo?

Tepelná kapacita závisí od množstva látky. Merné teplo alebo špecifická tepelná kapacita (kapacity) je tepelná kapacita, ktorá je nezávislá od množstva látok. Môžeme to definovať ako „množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty jedného gramu látky o jeden stupeň Celzia (alebo jedného Kelvina) pri konštantnom tlaku.“

Jednotkou špecifického tepla je Jg^-1oC^-1. Merné teplo vody je veľmi vysoké a má hodnotu 4,166 Jg^-1oC^-1. To znamená, že na zvýšenie teploty 1 g vody o 1 ° C potrebujeme 4,196 J tepelnej energie. Táto vysoká hodnota predstavuje úlohu vody v tepelnej regulácii. Na nájdenie tepla potrebného na zvýšenie teploty určitej hmotnosti látky z t1 na t2 sa môže použiť táto rovnica.

q = m x s x ∆t
q = požadované teplo
m = hmotnosť látky
∆t = t₁-T₂

Vyššie uvedená rovnica sa však neuplatňuje, ak reakcia zahŕňa fázovú zmenu; napríklad, keď voda prechádza do plynnej fázy (pri teplote varu) alebo keď voda zamrzne za vzniku ľadu (pri teplote topenia). Dôvodom je, že teplo pridané alebo odobraté počas zmeny fázy nemení teplotu.

Aký je rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom?

Kľúčový rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom je v tom, že tepelná kapacita závisí od množstva látky, zatiaľ čo špecifická tepelná kapacita je od nej nezávislá. Okrem toho, keď uvažujeme o teórii, tepelná kapacita množstva tepla potrebného na zmenu teploty látok o 1 ° C alebo 1 K, zatiaľ čo špecifické teplo je teplo potrebné na zmenu teploty 1 g látok o 1 ° C alebo 1 K.

Zhrnutie - tepelná kapacita verzus špecifické teplo

Tepelná kapacita a merné teplo sú v termodynamike dôležité termíny. Kľúčový rozdiel medzi tepelnou kapacitou a špecifickým teplom je v tom, že tepelná kapacita závisí od množstva látky, zatiaľ čo špecifická tepelná kapacita je od nej nezávislá.

referencie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Špecifická tepelná kapacita v chémii.“ ThoughtCo, 21. marca 2019, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „Tepelná kapacita 4 h 01“ od Adwaele na anglickej Wikipédii (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia