Wärmekapazität
- Maß dafür, wie viel Wärme ein Stoff aufnehmen oder abgeben muss, um seine Temperatur zu ändern
- Wärmekapazität ist ein Maß dafür, wie viel Wärme ein Stoff aufnehmen oder abgeben muss, um seine Temperatur zu ändern.
- Wärmekapazität eines Körpers (C): gesamte Energiemenge, um die Temperatur des Körpers um 1 K zu ändern
- Einheit: Joule pro Kelvin (J/K)
- Spezifische Wärmekapazität (c): Energiemenge pro Masseeinheit, um die Temperatur um 1 K zu ändern
- Einheit: Joule pro Kilogramm pro Kelvin (J/(kg·K))
- Zusammenhang: $C = m \cdot c$
- Wärme, die zugeführt oder abgegeben wird: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T = C \cdot \Delta T$
Beispiel
Ein Liter Wasser ($m = 1\quad \text{kg}$) wird von $20\quad ^\circ\text{C}$ auf $80\quad ^\circ\text{C}$ erwärmt.
- Spezifische Wärmekapazität Wasser: $c = 4180\quad \text{J/(kg·K)}$
- Temperaturänderung: $\Delta T = 80 - 20 = 60\quad \text{K}$
Aufgenommene Wärme:
$Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 1 \cdot 4180 \cdot 60 \approx 250{,}800\quad \text{J}$
Fazit:
Die Wärmekapazität beschreibt, wie „träge“ ein Stoff gegenüber Temperaturänderungen ist.
- $C$ bezieht sich auf den ganzen Körper, $c$ auf 1 kg des Stoffes.
- Beide Größen sind eng verbunden: $C = m \cdot c$.