Wärmekapazität

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Wärmekapazität

Die Wärmekapazität c ist eine Materialkonstante, die angibt, wie effizient zugeführte Wärme Q einer Temperaturänderung \(\Delta T\) bewirkt. Je größer die Wärmekapazität ist, umso kleiner fällt die Temperaturänderung pro zugeführter Wärmemenge aus. Die Wärmekapazität wird in der Regel auf eine bestimmte Stoffmenge oder Masse bezogen.

Molare Wärmekapazität

Die molare Wärmekapazität c gibt an, welche Wärme Q einem Mol einer Substanz zugeführt werden muss, um ihre Temperatur T um 1 K zu erhöhen. Für die molare Wärmekapazität c gilt

PhysKiformel.png
Molare Wärmekapazität: \(c=\frac Q {n\; \Delta T}\) mit \([c]={\rm \frac J{mol\cdot K} }\) mit n Anzahl der Mole (Gl.1a)

Spezifische Wärmekapazität

Die spezifische Wärmekapazität cs gibt an, welche Wärme Q einer bestimmten Masse m (z.B. einem Kilogramm) einer Substanz zugeführt werden muss, um ihre Temperatur T um 1 K zu erhöhen. Für die spezifische Wärmekapazität gilt

PhysKiformel.png
spezifische Wärmekapazität: \(c_s=\frac Q {m\; \Delta T}\) mit \([c_s]={\rm \frac J{kg\cdot K} }\) mit m Masse der Substanz (Gl.1b)

Grenzen des Modells

In erster Näherung geht man davon aus, dass die Wärmekapazität eine Materialkonstante ist, die nicht von der Temperatur abhängt. Tatsächlich ist die Wärmekapazität jedoch von den Zustandsgrößen Druck und Temoeratur abhängig. Für genaue Berechnungen muss man die Werte Tabellen entnehmen. Eine zugeführte Wärme kann anstatt einer Temperaturänderung auch einen Phasenübergang, z.B. eine Verdampfung einer Flüssigkeit bewirken. Dabei bleibt die Temperatur konstant, bis die gesamte Flüssigkeit verdampft ist. In diesen Fällen ist die Wärmekapazität nicht definiert.