Ключовата разлика между топлинния капацитет и специфичната топлина е, че топлинният капацитет зависи от количеството вещество, докато специфичният топлинен капацитет не зависи от него.
Когато нагряваме вещество, температурата му се повишава, а когато го охлаждаме, температурата му намалява. Тази разлика в температурата е пропорционална на количеството подадена топлина. Топлинният капацитет и специфичната топлина са две константи на пропорционалност, които се отнасят до промяната на температурата и количеството топлина.
Какво е топлинен капацитет?
В термодинамиката общата енергия на системата е вътрешната енергия. Вътрешната енергия определя общата кинетична и потенциална енергия на молекулите в системата. Можем да променим вътрешната енергия на една система или като извършваме работа върху системата, или като я нагряваме. Вътрешната енергия на дадено вещество се увеличава, когато повишаваме температурата му. Размерът на увеличението зависи от условията, при които се извършва нагряването. Тук имаме нужда от топлина, за да увеличим температурата.
Топлинният капацитет (C) на дадено вещество е „количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на дадено вещество с един градус по Целзий (или един келвин).“Топлинният капацитет е различен за различните вещества. Количеството вещество е право пропорционално на топлинния капацитет. Това означава, че чрез удвояване на масата на дадено вещество топлинният капацитет се удвоява. Топлината, от която се нуждаем, за да увеличим температурата от t1 до t2 на дадено вещество, може да се изчисли с помощта на следното уравнение.
q=C x ∆t
q=необходима топлина
∆t=t1-t2
Фигура 01: Топлинен капацитет на хелия
Единица за топлинен капацитет е JºC-1 или JK-1. В термодинамиката са определени два вида топлинни мощности; топлинен капацитет при постоянно налягане и топлинен капацитет при постоянен обем.
Какво е специфична топлина?
Топлинният капацитет зависи от количеството вещество. Специфичната топлина или специфичният топлинен капацитет (и) е топлинният капацитет, който не зависи от количеството на веществата. Можем да го дефинираме като „количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на един грам вещество с един градус по Целзий (или един Келвин) при постоянно налягане.“
Единица за специфична топлина е Jg-1oC-1 Специфичната топлина на водата е много висока, със стойност 4.186 Jg-1oC-1 Това означава, че за да повишим температурата на 1 g вода с 1°C, се нуждаем от 4,186 J топлинна енергия. Тази висока стойност обяснява ролята на водата в регулирането на топлината. За да се намери топлината, необходима за повишаване на температурата на определена маса на вещество от t1 до t2, може да се използва следното уравнение.
q=m x s x ∆t
q=необходима топлина
m=маса на веществото
∆t=t1-t2
Въпреки това, горното уравнение не е приложимо, ако реакцията включва фазова промяна; например, когато водата преминава в газова фаза (при точката на кипене) или когато водата замръзва, за да образува лед (при точката на топене). Това е така, защото топлината, добавена или отстранена по време на промяната на фазата, не променя температурата.
Каква е разликата между топлинен капацитет и специфична топлина?
Ключовата разлика между топлинния капацитет и специфичната топлина е, че топлинният капацитет зависи от количеството вещество, докато специфичният топлинен капацитет не зависи от него. Освен това, когато се разглежда теорията, топлинният капацитет на количеството топлина, необходимо за промяна на температурата на веществото с 1°C или 1K, докато специфичната топлина е топлината, необходима за промяна на 1g температура на веществото с 1°C или 1K.
Обобщение – Топлинен капацитет срещу специфична топлина
Топлинният капацитет и специфичната топлина са важни термини в термодинамиката. Ключовата разлика между топлинния капацитет и специфичната топлина е, че топлинният капацитет зависи от количеството вещество, докато специфичният топлинен капацитет не зависи от него.
