Warmtecapaciteit
Van Wikipedia
Met warmtecapaciteit C wordt aangegeven hoeveel energie (uitgedrukt in de SI eenheid joule) er nodig is om een voorwerp 1 graad (liever: 1 Kelvin) in temperatuur te laten stijgen.
De warmtecapaciteit van een voorwerp kan gemeten worden met een calorimeter.
Inhoud |
[bewerk] Definitie
De definitie van warmtecapaciteit is
Hierbij is T de verandering van de temperatuur en q de hoeveelheid warmte die nodig is voor deze verandering.
Omdat de warmtecapaciteit over het bereik van één graad niet volledig constant hoeft te zijn is het beter om de limiet te nemen voor ΔT → 0. De definitie wordt dan een afgeleide:
[bewerk] Constant volume
De warmtecapaciteit bij constant volume Cv (eenheden joule/kelvin) geeft de energie aan nodig om een voorwerp één graad op te warmen bij constant volume.
Bij het opwarmen van een voorwerp is in de regel geen arbeid betrokken, in dat geval is de interne energie U gelijk aan de warmte q. Dit leidt tot een betrekking tussen Cv en U:
[bewerk] Constante druk
Met de warmtecapaciteit bij constante druk Cp (eenheden joule/kelvin) van een stof wordt aangegeven hoeveel energie er nodig is om een voorwerp 1 graad in temperatuur te laten stijgen bij constante druk.
Bij constante druk is het mogelijk dat er volumearbeid plaats vind. Om dit te compenseren is echter de enthalpie ingevoerd. Er geldt:
Het is eenvoudiger om de druk constant te houden dan het volume. Daarom is Cp een gebruikelijker variabele.
[bewerk] Soortelijke en molaire waarden
De soortelijke of specifieke warmtecapaciteit is de warmtecapaciteit van één massaeenheid van een bepaalde stof.
De eenheid van specifieke warmtecapaciteit (ook wel specifieke warmte) is Joules per Kelvin en per kilogram.
Water heeft een zeer grote soortelijke warmtecapaciteit, 4,186 kJ/kgK. Dit verklaart het gebruik van water in de centrale verwarming, het milde klimaat aan de kust, ...
De molaire warmtecapaciteit is de warmtecapaciteit van één mol van een bepaalde stof.
Molaire waarden worden meestal weergegeven door een streep boven het symbool:
De eenheid van deze grootheid is Joules per Kelvin per mol (J/K.mol)
[bewerk] Standaard warmtecapaciteit
In thermodynamische tabellen wordt meestal de standaard molaire warmtecapaciteit bij constante druk van een stof weergegeven. Er wordt dan een plimsoll teken als superscript o toegevoegd om aan te geven dat deze waarde geldt voor de omstandigheden van het aftelpunt
