Spezifische Wärmekapazität

Die Spezifische Wärmekapazität eines Stoffes ist eine seiner physikalischen Eigenschaften. Sie gibt an, wieviel Wärmeenergie man einem Stoff zuführen muss, um seine Temperatur um einen bestimmten Betrag zu erhöhen.

• Formelzeichen : c (Die Wärmekapazität hat das Formalzeichen C)
• Abgeleitete SI-Einheit : J/(K*kg) (normiert nach Masse); J/(K*mol) (normiert nach Stoffmenge)

Die zur Temperaturerhöhung dT notwendige Wärmeenergie Q steigt mit der Menge des betrachteten Stoffes, deswegen wird die Spezifische Wärmekapazität normalerweise nach der Masse m des Stoffes normiert (bisweilen auch nach der Stoffmenge, oder dem Volumen). Dieser Zusammenhang wird durch folgende Formel beschrieben:

$dQ=c\cdot m\cdot dT$

Daraus ergibt sich die Definition der spezifischen Wärmekapazität c:

$c={\frac {dQ}{m\cdot dT}}$

Die Wärmekapazität C bezieht sich im Gegensatz dazu nicht auf die Masse, sondern gibt nur einen Zusammenhang für Q und dT an:

$C={\frac {dQ}{dT}}$

Wärmekapazität von Gasen

Insbesondere bei Gasen hängt die Wärmekapazität von den äußeren Zwangsbedingungen ab. Man unterscheidet die Wärmekapazität bei konstantem Druck C_p und bei konstantem Volumen C_V.

Generell gilt $C_{p}>C_{v}$

In erster Näherung gilt bei Gasen C_p = C_V + R_c. Hierbei ist die Wärmekapazität nach der Stoffmenge normiert und R_c ist die allgemeine Gaskonstante. Weiterhin gilt in guter Näherung C_V = R_c / 2 * f, wobei f >= 3 die Anzahl der energetischen Freiheitsgrade eines Atoms angibt. (Drei Freiheitsgrade kinetische Energie; Null bis drei Freiheitsgrade Rotationenergie; Null bis n Freiheitsgrade innere Schwingungsenergie.)

Beispiele für (spezifische) Wärmekapazitäten

• Blei: c=129 J/(kg K)
• Quecksilber: c= 139 J/(kg K)
• Wasser: c=4167 J/(kg K)
• Luft: C_p=1003 J/K, C_V=715J/k

Siehe auch : Schmelzwärme, Verdampfungswärme, Latente Wärme, Gasgesetze