Toplotni kapacitet

Из Википедије, слободне енциклопедије

Toplinski kapacitet (znak C) je fizičkaa veličina koja pokazuje koliko toplote treba nekom telu dovesti da mu se temperatura povisi za 1 K (1°C).[1] Definisana je odnosom toplote (Q) koju telo razmenjuje s okolinom i promene temperature (∆T) tela: C=Q/∆T. Merna jedinica je džul po kelvinu (J/K).[2][3][4]

Za gasove se razlikuju specifični toplotni kapacitet kod stalnog pritiska (cp) i kod stalne zapremine (cV). Odnos ta dva kapaciteta (X = cp/cV) važna je veličina u opisivanju kružnih procesa u termodinamici, npr. jednačina za adijabatski proces je pVx = konstanta, gde je p pritisak, a V zapremina idealnog gasa.

Toplinski kapacitet koji se odnosi na masu neke materije se naziva specifični toplotni kapacitet.[5]

Razlikujemo toplotne kapacitete pri stalnom pritisku (p) i pri stalnoj zapremini (V):

Merna jedinica za toplotni kapacitet sistema SI je džul po kelvinu (J/K).


Molarni toplotni kapacitet - kapacitet po molu materije je:

SI merna jedinica je džul po mol-kelvinu (J/molK).


Specifični toplotni kapacitet - kapacitet po jedinici mase:

SI merna jedinica je džul po kilogram-kelvinu (J/kgK).

Molarni se toplotni kapaciteti elemenata na dovoljno visokoj temperaturi (~300 K) međusobno vrlo malo razlikuju i kreću se oko 26,12 J/molK .

Majerova relacija daje vezu između cp,mol. i cV,mol. idealnog gasa:

gde je n količina materije, a R je gasna konstanta, R=8,314 J/molK.

Različite okolnosti mogu uticati na promenu specifične toplote materije, tipično dolazi do promena agregatnog stanja. Takođe, promene pritiska ili zapremine materije tokom grejanja (što se posebno izraženo vidi kod gasova) utiču na merenje specifične toplote, iako ne utiču nužno ili izraženo na sam iznos specifične toplote.

Na primer, možemo posmatrati vodu i iznos njene specifične topline u tri različite okolnosti:

  • pri temperaturi od 100 °C (para): 2,08 kJ/(kg·K)
  • pri temperaturi od 25 °C (tečnost): 4,1813 kJ/(kg·K)
  • pri temperaturi od -10 °C (led): 2,05 kJ/(kg·K)

Toplota koju je materiji potrebno dovesti da bi se promijenilo agregatno stanje se ne ubraja u specifičnu toplinu, budući da temperatura tela za to vreme ne raste, već se naziva latentnom toplotom.

Reference[уреди]

  1. Halliday, David; Resnick, Robert (2013). Fundamentals of Physics. Wiley. стр. 524. 
  2. Kittel, Charles (2005). Introduction to Solid State Physics (8th изд.). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. стр. 141. ISBN 0-471-41526-X. 
  3. Blundell, Stephen (2001). Magnetism in Condensed Matter. Oxford Master Series in Condensed Matter Physics (1st изд.). Hoboken, New Jersey, USA: Oxford University Press. стр. 27. ISBN 978-0-19-850591-4. 
  4. Kittel, Charles (2005). Introduction to Solid State Physics (8th изд.). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. стр. 141. ISBN 0-471-41526-X. 
  5. Hrvatska enciklopedija (LZMK); broj 10 (Sl-To), str. 811. Za izdavača: Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Zagreb 2008.g. ISBN 978-953-6036-40-0

Literatura[уреди]

  • Encyclopædia Britannica, 2015, "Heat capacity (Alternate title: thermal capacity)," see [1], accessed 14 February 2015.
  • Emmerich Wilhelm & Trevor M. Letcher, Eds., 2010, Heat Capacities: Liquids, Solutions and Vapours, Cambridge, U.K.:Royal Society of Chemistry, ISBN 0-85404-176-1, see [2], accessed 14 February 2014. A very recent outline of selected traditional aspects of the title subject, including a recent specialist introduction to its theory, Emmerich Wilhelm, "Heat Capacities: Introduction, Concepts, and Selected Applications" (Chapter 1, pp. 1–27), chapters on traditional and more contemporary experimental methods such as photoacoustic methods, e.g., Jan Thoen & Christ Glorieux, "Photothermal Techniques for Heat Capacities," and chapters on newer research interests, including on the heat capacities of proteins and other polymeric systems (Chs. 16, 15), of liquid crystals (Ch. 17), etc.

Spoljašnje veze[уреди]