Tepelná kapacita: Porovnání verzí

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Smazaný obsah Přidaný obsah
Řádek 8: Řádek 8:
== Výpočet ==
== Výpočet ==
Tepelná kapacita je určena jako podíl dodaného (nebo odebraného) tepla a teplotní změny, tzn.
Tepelná kapacita je určena jako podíl dodaného (nebo odebraného) tepla a teplotní změny, tzn.
:<math>C ={Q}{/Delta T}</math>
:<math>C =frac{Q}*{/Delta T}</math>
kde <math>Q</math> je teplo, které bylo tělesu dodáno (nebo odebráno) a <math>\Delta T</math> je rozdíl [[Teplota|teplot]] mezi počátečním a konečným stavem, kdy bylo teplo dodáváno (odebíráno).
kde <math>Q</math> je teplo, které bylo tělesu dodáno (nebo odebráno) a <math>\Delta T</math> je rozdíl [[Teplota|teplot]] mezi počátečním a konečným stavem, kdy bylo teplo dodáváno (odebíráno).



Verze z 22. 4. 2013, 18:08

Tepelná kapacita je fyzikální veličina, která vyjadřuje množství tepla, kterým se těleso ohřeje o 1 kelvin.

Značení

  • Symbol veličiny: C, popř. K
  • Jednotka SI: joule na kelvin, značka jednotky: J·K-1
  • Další jednotka: kilojoule na kelvin, značka jednotky: kJ·K-1

Výpočet

Tepelná kapacita je určena jako podíl dodaného (nebo odebraného) tepla a teplotní změny, tzn.

kde je teplo, které bylo tělesu dodáno (nebo odebráno) a je rozdíl teplot mezi počátečním a konečným stavem, kdy bylo teplo dodáváno (odebíráno).

Uvedený vztah bývá také zapisován jako

Měrná tepelná kapacita je tepelná kapacita jednoho kilogramu látky. Tepelnou kapacitu tělesa o hmotnosti lze tedy vyjádřit ve tvaru

,

kde je hmotnost tělesa, je měrná tepelná kapacita.

A podobně jako je měrná tepelná kapacita vztažena na jednotku hmotnosti (1 kg), je molární tepelná kapacita vztažena na jednotku látkového množství (1 mol).

Význam v termodynamice

Měrná a především molární (zn. indexem "m") tepelná kapacita má veliký význam v termodynamice. Nesmírný význam tyto veličiny mají především v jejích specifických odvětvích jako např. v termochemii, které tvoří jádro fyzikální chemie. Z rozličných důvodů přesahujících rámec článku (první a druhá věta termodynamická) termodynamika definuje dvě různé molární tepelné kapacity:

1) Izobarická tepelná kapacita je def. jako parciální derivace entalpie podle teploty za konstantního tlaku a je obvykle interpretována jako množství tepla, které je třeba na "ohřátí" jednoho molu látky o jeden kelvin za konstantního tlaku a značí se indexem "p"

2) Izochorická tepelná kapacita je def. jako parciální derivace vnitřní energie podle teploty za konstantního objemu a interpretuje se tedy jako množství tepla, které je třeba na "ohřátí" jednoho molu látky o jeden kelvin za konstantního objemu (index "V")

Dá se dokázat, že tyto dvě veličiny jsou "svázány" vztahem:

Protože většina studovaných procesů probíhá za konstantního tlaku, pracuje se mnohem častěji s izobarickou tepelnou kapacitou. Je třeba ale zdůraznit, že samotná izobarická tepelná kapacita je závislá na tlaku jak ukazuje následující vztah.

Tato závislost je ovšem velmi "slabá", navíc je korekce tepelné kapacity na tlak výpočetně velmi komplikovaná, a proto se tento vliv zpravidla zanedbává. Čtenář by se měl být vědom skutečnosti, že obě varianty popisu tepelné kapacity jsou veličiny, které na teplotě závisí, přičemž tato závislost je silná a poměrně složitá. Obvykle se na dostatečně úzkém teplotním intervalu nahrazuje např. polynomem. Na velmi krátkém teplotním intervalu je tato veličina v inženýrské praxi obvykle považována za konstantu.

Tepelná kapacita hraje významnou roli např.:

  • Při výpočtu tepla, které je zapotřebí na ohřátí/ochlazení hmoty mezi fázovými přechody
  • Při přepočtu integrálních změn entalpie (příp. dalších termodynamických veličin) na jinou teplotu než při které jsou změřeny/tabelovány (tj. např. reakční entalpie, výparná entalpie, apod.)

Literatura

  1. Novák J. a kol.: Fyzikální chemie bakalářský a magisterský kurz, skriptum VŠCHT Praha, Vydavatelství VŠCHT Praha 2008, ISBN 978-80-7080-675-3.

Související články