Molární tepelná kapacita: Porovnání verzí
+ souvislost s ekvipartičností |
m Robot: Přidávám sk:Molárna tepelná kapacita |
||
Řádek 20: | Řádek 20: | ||
[[fr:Capacité thermique molaire]] |
[[fr:Capacité thermique molaire]] |
||
[[sk:Molárna tepelná kapacita]] |
Verze z 24. 10. 2012, 03:26
Molární tepelná kapacita nebo molární teplo je tepelná kapacita vztažená na jednotku látkového množství, tedy na jeden mol. Jde tedy o množství tepla, které je třeba ke zvýšení teploty jednoho molu látky o jeden teplotní stupeň. Molární tepelná kapacita je mírně teplotně závislá, proto je zapotřebí při přesnějších hodnotách uvádět, k jaké teplotě látky se vztahuje.
Značení
- Značka:
- Jednotka v soustavě SI: joule na mol a kelvin, označuje se
Výpočet
Hodnotu molární tepelné kapacity je možné dostat ze vztahu
- ,
kde je molární hmotnost a je měrná tepelná kapacita látky.
Ekvipartiční princip
- Podrobnější informace naleznete v článku Ekvipartiční teorém.
U mnohých látek lze odhadnout molární tepelnou kapacitu, aniž bychom znali detaily o složení látky. Například jednoatomový ideální plyn se skládá z atomů, které mají 3 stupně volnosti a každý z nich přispívá k tepelné energii druhou mocninou své rychlosti (). Proto je průměrná energie jedné částice podle ekvipartičního teorému rovna , kde je Boltzmannova konstanta a je termodynamická teplota plynu. Jeden mol atomů tedy bude mít tepelnou kapacitu , kde je molární plynová konstanta. Odvodili jsme tedy, že jednoatomový ideální plyn má molární tepelnou kapacitu . Tento fakt lze ověřit měřením na libovolném inertním plynu. Podobnou argumentací lze určit, že dvouatomový plyn (např. kyslík) má molární tepelnou kapacitu a víceatomový (např. methan) . To však platí jen při vysokých teplotách, protože ekvipartiční teorém přestává platit, uplatňují-li se kvantové jevy. Pro pevnou krystalickou látku lze odvodit molární tepelnou kapacitu . Opět je to pravda pro mnoho látek, ale pro některé tato předpověď selhává už při pokojové teplotě. Důvody jsou analogické jako u víceatomových plynů: podstatou jevu je kvantování energie částic.
Podle třetího zákona termodynamiky musí molární tepelná kapacita libovolné látky klesat k nule, jestliže se absolutní teplota blíží k nule. V modelech látek, které zahrnují kvantové jevy, toto pravidlo vždy platí, i když by podle klasických představ měla být kapacita konstantní.