Tepelná kapacita

Z Wikipédie

Tepelná kapacita, alebo mólová tepelná kapacita je schopnosť telesa prijať energiu v podobe tepla. Označuje sa veľkým písmenom C.

Tepelná kapacita je definovaná ako množstvo tepla v jouloch, ktoré treba telesu dodať, aby sa jeho teplota zvýšila o 1 K (Kelvin), prípadne o 1 °C (stupeň Celzia). Vo fyzike a termodynamike sa ako jednotka teploty používa prednostne Kelvin.

$C = \frac{\partial Q}{\partial T}$

alebo

$C=\lim_{\Delta T \to 0}\frac{Q}{\Delta T}$

Častejšie sa v tabuľkách uvádza merná tepelná kapacita, ktorá sa vzťahuje na jednotku hmotnosti. Označuje sa malým písmenom c. Plati:

$c = \frac{C}{m} \cdot$

m — hmotnosť látky

Jednotkou je $\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{K}\,\mathrm{kg}}$ , pripadne $\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{K}\,\mathrm{kg}}$ .

[úprava] Tepelná kapacita plynov

Pri zmene vnútornej energie plynu dodaním tepla sa podľa stavovej rovnice spolu s teplotou zvýši aj jeho tlak, alebo objem (alebo oba) podľa okrajových podmienok. Ak sa zvyšuje objem a plyn sa rozpína, koná týmto rozpínaním prácu na svojom okolí, čím sa znižuje jeho vnútorná energia a tým aj teplota. Ak dovolíme ohrievanému plynu rozpínanie, tak v porovnaní s rovnakým plynom v uzavretom nemennom objeme mu na ohriatie o jeden kelvin musíme priviesť viac tepla. Tepelnú kapacitu plynov vzťahujeme vždy na látkové množstvo plynu.

Tepelná kapacita pri konštantnom objeme — C_v

$C_V = \frac{1}{n}\left(\frac{\partial Q}{\partial T}\right)_{\!V=const}$

je teda väčšia ako tepelná kapacita pri konštantnom tlaku — C_p

$C_p = \frac{1}{n}\left(\frac{\partial Q}{\partial T}\right)_{\!p=const}$

Medzi oboma tepelnými kapacitam platí vzťah:

$C p = C V + R$

R — univerzálna plynová konštanta (8,314 J.K^-1.mol^-1)

Pomer medzi tepelnými kapacitami sa nazýva Poissonova konštanta. Podobná závislosť platí aj pri mernej tepelnej kapacite pri konštantnom tlaku c_p a mernej tepelnej kapacite pri konštantnom objeme c_V.

[úprava] Hodnoty

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené experimentálne zistené tepelné kapacity vybraných plynov pri konštantnom objeme. Označené sú plyny s jednoatómovými molekulami.