Η βασική διαφορά μεταξύ θερμοχωρητικότητας και ειδικής θερμότητας είναι ότι η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται από την ποσότητα της ουσίας, ενώ η ειδική θερμοχωρητικότητα είναι ανεξάρτητη από αυτήν.
Όταν θερμαίνουμε μια ουσία, η θερμοκρασία της αυξάνεται και όταν την ψύχουμε, η θερμοκρασία της μειώνεται. Αυτή η διαφορά θερμοκρασίας είναι ανάλογη με την ποσότητα θερμότητας που παρέχεται. Η θερμοχωρητικότητα και η ειδική θερμότητα είναι δύο σταθερές αναλογικότητας που σχετίζονται με τη μεταβολή της θερμοκρασίας και την ποσότητα της θερμότητας.
Τι είναι η θερμική ικανότητα;
Στη θερμοδυναμική, η συνολική ενέργεια ενός συστήματος είναι η εσωτερική ενέργεια. Η εσωτερική ενέργεια καθορίζει τη συνολική κινητική και δυναμική ενέργεια των μορίων στο σύστημα. Μπορούμε να αλλάξουμε την εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος είτε κάνοντας εργασίες στο σύστημα είτε θερμαίνοντας το. Η εσωτερική ενέργεια μιας ουσίας αυξάνεται όταν αυξάνουμε τη θερμοκρασία της. Το ποσό της αύξησης εξαρτάται από τις συνθήκες υπό τις οποίες πραγματοποιείται η θέρμανση. Εδώ, χρειαζόμαστε θερμότητα για να αυξήσουμε τη θερμοκρασία.
Θερμοχωρητικότητα (C) μιας ουσίας είναι «η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία μιας ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (ή ένα Κέλβιν).» Η θερμοχωρητικότητα διαφέρει από ουσία σε ουσία. Η ποσότητα της ουσίας είναι ευθέως ανάλογη με τη θερμοχωρητικότητα. Αυτό σημαίνει ότι διπλασιάζοντας τη μάζα μιας ουσίας, η θερμοχωρητικότητα διπλασιάζεται. Η θερμότητα που χρειαζόμαστε για να αυξήσουμε τη θερμοκρασία από t1 σε t2 μιας ουσίας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση.
q=C x ∆t
q=απαιτούμενη θερμότητα
∆t=t1-t2
Εικόνα 01: Θερμοχωρητικότητα ηλίου
Η μονάδα θερμοχωρητικότητας είναι JºC-1 ή JK-1. Στη θερμοδυναμική ορίζονται δύο τύποι θερμοχωρητικοτήτων. θερμοχωρητικότητα σε σταθερή πίεση και θερμοχωρητικότητα σε σταθερό όγκο.
Τι είναι η ειδική θερμότητα;
Η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται από την ποσότητα της ουσίας. Ειδική θερμότητα ή ειδική θερμοχωρητικότητα (ες) είναι η θερμοχωρητικότητα που είναι ανεξάρτητη από την ποσότητα των ουσιών. Μπορούμε να το ορίσουμε ως «η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου μιας ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (ή ένα Kelvin) σε σταθερή πίεση.»
Η μονάδα ειδικής θερμότητας είναι Jg-1oC-1 Η ειδική θερμότητα του νερού είναι πολύ υψηλή, με τιμή 4.186 Jg-1oC-1 Αυτό σημαίνει ότι, για να αυξήσουμε τη θερμοκρασία 1 g νερού κατά 1°C, χρειαζόμαστε 4,186 J θερμικής ενέργειας. Αυτή η υψηλή τιμή εξηγεί τον ρόλο του νερού στη θερμική ρύθμιση. Για να βρείτε τη θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας ορισμένης μάζας μιας ουσίας από t1 σε t2, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ακόλουθη εξίσωση.
q=m x s x ∆t
q=απαιτούμενη θερμότητα
m=μάζα της ουσίας
∆t=t1-t2
Ωστόσο, η παραπάνω εξίσωση δεν ισχύει εάν η αντίδραση περιλαμβάνει αλλαγή φάσης. για παράδειγμα, όταν το νερό πηγαίνει σε αέρια φάση (στο σημείο βρασμού), ή όταν το νερό παγώνει για να σχηματίσει πάγο (στο σημείο τήξης). Αυτό συμβαίνει επειδή η θερμότητα που προστίθεται ή αφαιρείται κατά τη διάρκεια της αλλαγής φάσης δεν αλλάζει τη θερμοκρασία.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της θερμικής ικανότητας και της ειδικής θερμότητας;
Η βασική διαφορά μεταξύ θερμοχωρητικότητας και ειδικής θερμότητας είναι ότι η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται από την ποσότητα της ουσίας ενώ η ειδική θερμοχωρητικότητα είναι ανεξάρτητη από αυτήν. Επιπλέον, όταν εξετάζουμε τη θεωρία, η θερμοχωρητικότητα της ποσότητας θερμότητας που απαιτείται για να αλλάξει η θερμοκρασία μιας ουσίας κατά 1°C ή 1K ενώ η ειδική θερμότητα είναι η θερμότητα που απαιτείται για να αλλάξει 1g θερμοκρασίας ουσιών κατά 1°C ή 1K.
Σύνοψη – Θερμική χωρητικότητα έναντι ειδικής θερμότητας
Η θερμοχωρητικότητα και η ειδική θερμότητα είναι σημαντικοί όροι στη θερμοδυναμική. Η βασική διαφορά μεταξύ της θερμοχωρητικότητας και της ειδικής θερμότητας είναι ότι η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται από την ποσότητα της ουσίας ενώ η ειδική θερμοχωρητικότητα είναι ανεξάρτητη από αυτήν.
