Теплоёмкость

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Теплоёмкость тела (обозначается C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты ΔQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры ΔT:

$C = {\Delta Q \over \Delta T}$

Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.

Теплоемкость вещества — теплоемкость единицы массы данного вещества. Единицы измерения — Дж/(кг К).

Молярная теплоемкость — теплоемкость 1 моля данного вещества. Единицы измерения — Дж/(моль К).

Если же говорить про теплоемкость произвольной системы, то ее уместно формулировать в терминах термодинамических потенциалов — теплоемкость есть производная термодинамического потенциала Q по температуре:

$C = \frac{dQ}{dT}$

Понятие теплоёмкости определено как для веществ в различных агрегатных состояниях (твёрдых тел, жидкостей, газов), так и для ансамблей частиц и квазичастиц (в физике металлов, например, говорят о теплоемкости электронного газа). Если речь идёт не о каком-либо теле, а о некотором веществе как таковом, то различают удельную теплоёмкость — теплоёмкость единицы массы этого вещества и молярную — теплоёмкость одного моля его.

Для примера, в молекулярно-кинетической теории газов показывается, что молярная теплоемкость идеального газа с $i$ степенями свободы при постоянном объеме равна:

$c_v = \frac{i}{2}R\!$ R = 8.31 Дж/(моль К) — универсальная газовая постоянная.

А при постоянном давлении

$c_p = c_v + R = \frac{i+2}{2} R\!$

Удельные теплоемкости многих веществ приведены в справочниках обычно для процесса при постоянном давлении. К примеру, удельная теплоемкость жидкой воды при нормальных условиях — 4200 Дж/(кг К). Льда — 2100 Дж/(кг К)

Теплоемкость твердого тела хорошо описывается в модели Дебая.

Теплоемкость системы невзаимодействующих частиц (например, газа) определяется числом степеней свободы частиц.