Den viktigaste skillnaden mellan värmekapacitet och specifik värme är att värmekapaciteten är beroende av mängden ämne, medan specifik värmekapacitet är oberoende av den.
När vi värmer ett ämne stiger dess temperatur, och när vi kyler det sjunker dess temperatur. Denna skillnad i temperatur är proportionell mot mängden tillförd värme. Värmekapacitet och specifik värme är två proportionalitetskonstanter som relaterar till temperaturförändringen och mängden värme.
Vad är värmekapacitet?
Inom termodynamik är den totala energin i ett system den inre energin. Intern energi specificerar den totala kinetiska och potentiella energin för molekyler i systemet. Vi kan ändra den inre energin i ett system antingen genom att arbeta på systemet eller genom att värma det. Den inre energin hos ett ämne ökar när vi höjer dess temperatur. Mängden ökning beror på de förhållanden under vilka uppvärmningen sker. Här behöver vi värme för att öka temperaturen.
Värmekapacitet (C) för ett ämne är "mängden värme som behövs för att höja temperaturen på ett ämne med en grad Celsius (eller en kelvin)." Värmekapaciteten skiljer sig från ämne till ämne. Mängden ämne är direkt proportionell mot värmekapaciteten. Det betyder att genom att fördubbla massan av ett ämne fördubblas värmekapaciteten. Värmen vi behöver för att öka temperaturen från t1 till t2 för ett ämne kan beräknas med hjälp av följande ekvation.
q=C x ∆t
q=krävs värme
∆t=t1-t2
Figur 01: Heliums värmekapacitet
Enheten för värmekapacitet är JºC-1 eller JK-1. Två typer av värmekapacitet definieras inom termodynamiken; värmekapacitet vid konstant tryck och värmekapacitet vid konstant volym.
Vad är specifik värme?
Värmekapaciteten beror på mängden ämne. Specifik värme eller specifik värmekapacitet (s) är den värmekapacitet som är oberoende av mängden ämnen. Vi kan definiera det som "mängden värme som krävs för att höja temperaturen på ett gram av ett ämne med en grad Celsius (eller en Kelvin) vid ett konstant tryck."
Enheten för specifik värme är Jg-1oC-1 Vattnets specifika värme är mycket hög, med ett värde på 4.186 Jg-1oC-1 Detta innebär att för att höja temperaturen på 1 g vatten med 1°C behöver vi 4,186 J värmeenergi. Detta höga värde står för vattnets roll i termisk reglering. För att hitta värmen som behövs för att öka temperaturen på en viss massa av ett ämne från t1 till t2 kan följande ekvation användas.
q=m x s x ∆t
q=krävs värme
m=ämnets massa
∆t=t1-t2
Den ovanstående ekvationen gäller dock inte om reaktionen innefattar en fasförändring; till exempel när vatten går till en gasfas (vid kokpunkten), eller när vatten fryser för att bilda is (vid smältpunkten). Detta beror på att värmen som tillförs eller tas bort under fasbytet inte ändrar temperaturen.
Vad är skillnaden mellan värmekapacitet och specifik värme?
Den viktigaste skillnaden mellan värmekapacitet och specifik värme är att värmekapaciteten är beroende av mängden ämne medan specifik värmekapacitet är oberoende av den. Vidare, när man överväger teorin, värmekapaciteten för mängden värme som behövs för att ändra ett ämnes temperatur med 1°C eller 1K medan specifik värme är värmen som behövs för att ändra 1g av ämnenas temperatur med 1°C eller 1K.
Sammanfattning – värmekapacitet vs specifik värme
Värmekapacitet och specifik värme är viktiga termer inom termodynamik. Den viktigaste skillnaden mellan värmekapacitet och specifik värme är att värmekapaciteten är beroende av mängden ämne medan specifik värmekapacitet är oberoende av den.
