Ειδική θερμική ικανότητα έναντι θερμικής ικανότητας
Η θερμοχωρητικότητα και η ειδική θερμοχωρητικότητα είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες στον τομέα της θερμοδυναμικής. Αυτές οι έννοιες παίζουν ζωτικό ρόλο στις περισσότερες εφαρμογές στη θερμοδυναμική. Αυτό το άρθρο θα παρουσιάσει τις διαφορές και τις ομοιότητες μεταξύ αυτών των δύο εννοιών.
Τι είναι η θερμική ικανότητα;
Η θερμοχωρητικότητα είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό χαρακτηριστικό της ύλης. Η θερμοχωρητικότητα είναι μια μετρήσιμη θερμική ιδιότητα. Ορίζεται ως η ποσότητα της θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας ουσίας κατά μια δεδομένη θερμοκρασία. Στο σύστημα μονάδων SI, η θερμοχωρητικότητα ορίζεται ως η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός δείγματος κατά 1 Kelvin. Οι μονάδες της θερμοχωρητικότητας είναι Joules ανά Kelvin. Η θερμοχωρητικότητα ενός δείγματος εξαρτάται από τις ουσίες του δείγματος, τη δεσμευτική τους δομή και τη μάζα κάθε ουσίας. Η θερμοχωρητικότητα ενός αντικειμένου είναι εξαιρετικά σημαντική, επειδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ποσότητας θερμότητας που απορροφάται ή εκπέμπεται από το αντικείμενο χρησιμοποιώντας την αλλαγή θερμοκρασίας του αντικειμένου.
Η θερμοχωρητικότητα της ατμόσφαιρας της γης θεωρείται άπειρη σε σχέση με τις ανταλλαγές θερμότητας σε συνθήκες εργαστηρίου. Επομένως, το περιβάλλον θεωρείται ως μια άπειρη ψύκτρα σε τέτοιες διαδικασίες. Ωστόσο, με μεγάλη διαδικασία παραγωγής θερμότητας, όπως η θερμότητα που προέρχεται από τον ήλιο, η ατμόσφαιρα της γης δεν μπορεί να θεωρηθεί ως μια άπειρη ψύκτρα. Για διεργασίες που περιλαμβάνουν αέρια, υπάρχουν δύο τύποι θερμικής ικανότητας που ορίζονται ειδικά. Το πρώτο είναι η θερμοχωρητικότητα σταθερού όγκου και αυτή είναι η θερμοχωρητικότητα που μετράται όταν η διαδικασία γίνεται σε σταθερό όγκο. Δεδομένου ότι δεν είναι δυνατή η διαστολή, το αέριο δεν μπορεί να κάνει καμία εργασία στο εξωτερικό. Επομένως, η συνολική εισροή ενέργειας προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας. Ο δεύτερος τύπος είναι η θερμοχωρητικότητα σταθερής πίεσης. Σε αυτή την περίπτωση, το αέριο μπορεί να κάνει δουλειά στο περιβάλλον. Εφόσον η διαστολή σημαίνει εκτέλεση εργασίας, η συνολική θερμότητα που παρέχεται δεν πρόκειται να αυξήσει τη θερμοκρασία.
Τι είναι η Ειδική Θερμική Ικανότητα;
Ειδική θερμοχωρητικότητα ορίζεται ως η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός αντικειμένου 1 κιλού κατά 1 Kelvin. Οι μονάδες ειδικής θερμοχωρητικότητας είναι Joule ανά Kelvin ανά κιλό. Η ειδική θερμοχωρητικότητα μιας καθαρής ουσίας είναι σταθερή. Εάν η σύνθεση ενός αντικειμένου είναι γνωστή, η ειδική θερμοχωρητικότητα μπορεί εύκολα να υπολογιστεί αθροίζοντας τις θερμοχωρητικότητες ορισμένων ουσιών πολλαπλασιαζόμενες με την αντίστοιχη αναλογία. Η ειδική θερμοχωρητικότητα ενός αντικειμένου είναι ανεξάρτητη από τη μάζα του αντικειμένου. Μπορεί επίσης να ληφθεί ως η θερμοχωρητικότητα του αντικειμένου διαιρεμένη με τη μάζα του αντικειμένου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ειδικής Ικανότητας Θερμότητας και Θερμοχωρητικότητας;
• Η ειδική θερμοχωρητικότητα είναι μια ιδιότητα του υλικού, αλλά η θερμοχωρητικότητα είναι μια ιδιότητα του αντικειμένου.
• Η ειδική θερμοχωρητικότητα μιας καθαρής ουσίας είναι σταθερή, αλλά η θερμοχωρητικότητα οποιασδήποτε ουσίας εξαρτάται από τη μάζα του δείγματος.
• Η ειδική θερμοχωρητικότητα είναι ανεξάρτητη από τη μάζα, ενώ η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται.
