Διαφορά μεταξύ συγκεκριμένης χωρητικότητας θερμότητας και χωρητικότητας θερμότητας

Ειδική χωρητικότητα θερμότητας vs Θερμοκρασία

Η θερμική χωρητικότητα και η ειδική θερμική ισχύς είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες στο πεδίο της θερμοδυναμικής. Αυτές οι έννοιες διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στις περισσότερες εφαρμογές της θερμοδυναμικής. Αυτό το άρθρο θα παρουσιάσει τις διαφορές και τις ομοιότητες μεταξύ αυτών των δύο εννοιών.

Τι είναι η χωρητικότητα θερμότητας;

Η θερμική ικανότητα είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό χαρακτηριστικό της ύλης. Η θερμότητα είναι μια μετρήσιμη θερμική ιδιότητα. Ορίζεται ως η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας ουσίας από μια δεδομένη θερμοκρασία. Στο σύστημα μονάδων SI, η θερμική ισχύς ορίζεται ως η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός δείγματος κατά 1 Kelvin. Οι μονάδες της θερμικής ικανότητας είναι Joules ανά Kelvin. Η θερμική ικανότητα ενός δείγματος εξαρτάται από τις ουσίες του δείγματος, τη δομή συγκόλλησης και τη μάζα κάθε ουσίας. Η θερμική χωρητικότητα ενός αντικειμένου είναι εξαιρετικά σημαντική, διότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ποσότητας θερμότητας που απορροφάται ή εκπέμπεται από το αντικείμενο χρησιμοποιώντας την αλλαγή θερμοκρασίας του αντικειμένου.

Η θερμότητα της ατμόσφαιρας της γης θεωρείται ως άπειρο σε σχέση με τις εναλλαγές θερμότητας σε εργαστηριακές συνθήκες. Επομένως, το περιβάλλον θεωρείται ως ένας απεριόριστος ψύκτης θερμότητας σε τέτοιες διεργασίες. Ωστόσο, με μεγάλη διαδικασία παραγωγής θερμότητας, όπως η θερμότητα που προέρχεται από τον ήλιο, η ατμόσφαιρα της γης δεν μπορεί να θεωρηθεί ως ένας απεριόριστος ψύκτης θερμότητας. Για τις διεργασίες που περιλαμβάνουν αέρια, υπάρχουν δύο ειδικοί τύποι θερμικής ικανότητας. Ο πρώτος είναι η θερμική χωρητικότητα σταθερού όγκου και αυτή είναι η θερμική ισχύς που μετράται όταν η διαδικασία γίνεται σε σταθερό όγκο. Δεδομένου ότι δεν είναι δυνατή η επέκταση, το αέριο δεν μπορεί να κάνει καμία εργασία στο εξωτερικό. Επομένως, η συνολική κατανάλωση ενέργειας προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας. Ο δεύτερος τύπος είναι η θερμική ισχύς σταθερής πίεσης. Σε αυτή την περίπτωση, το αέριο μπορεί να λειτουργήσει στο περιβάλλον. Δεδομένου ότι τα μέσα επέκτασης λειτουργούν, η συνολική θερμότητα που παρέχεται δεν πρόκειται να αυξήσει τη θερμοκρασία.

Τι είναι η συγκεκριμένη χωρητικότητα θερμότητας;

Η συγκεκριμένη θερμική ισχύς ορίζεται ως η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου 1 κιλού κατά 1 Kelvin. Οι μονάδες ειδικής θερμικής ικανότητας είναι Joule ανά Κελβίνο ανά χιλιόγραμμο. Η ειδική θερμική ικανότητα μιας καθαρής ουσίας είναι μια σταθερά. Εάν είναι γνωστή η σύνθεση ενός αντικειμένου, η ειδική θερμική χωρητικότητα μπορεί εύκολα να υπολογιστεί προσθέτοντας τις θερμικές ικανότητες ορισμένων ουσιών πολλαπλασιαζόμενες με την αντίστοιχη αναλογία. Η ειδική θερμική χωρητικότητα ενός αντικειμένου είναι ανεξάρτητη από τη μάζα του αντικειμένου. Μπορεί επίσης να ληφθεί ως η θερμική ικανότητα του αντικειμένου διαιρούμενη με τη μάζα του αντικειμένου.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της συγκεκριμένης χωρητικότητας θερμότητας και της θερμικής χωρητικότητας; • Η ειδική θερμότητα είναι ιδιοκτησία του υλικού, αλλά η χωρητικότητα θερμότητας είναι ιδιοκτησία του αντικειμένου. • Η ειδική θερμότητα μιας καθαρής ουσίας είναι σταθερή, αλλά η θερμική ικανότητα οποιασδήποτε ουσίας εξαρτάται από τη μάζα του δείγματος. • Η συγκεκριμένη χωρητικότητα θερμότητας είναι ανεξάρτητη από τη μάζα, ενώ η θερμική ισχύς εξαρτάται.