Tepelná kapacita

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Tepelná kapacita (značka C) je miera schopnosti telesa prijať teplo. Je definovaná ako množstvo tepla v jouloch, ktoré treba telesu dodať, aby sa jeho teplota zvýšila o 1 K (Kelvin), prípadne o 1 °C (stupeň Celzia). Vo fyzike a termodynamike sa ako jednotka teploty používa prednostne Kelvin.

 C = \frac{\partial Q}{\partial T}

alebo

C=\lim_{\Delta T \to 0}\frac{Q}{\Delta T}

Tepelná kapacita vztiahnutá na hmotnosť látky sa nazýva merná tepelná kapacita (značka c). Tepelná kapacita vztiahnutá na mol látky sa nazýva molárna tepelná kapacita.


Tepelná kapacita plynov[upraviť | upraviť zdroj]

Pri zmene vnútornej energie plynu dodaním tepla sa podľa stavovej rovnice spolu s teplotou zvýši aj jeho tlak, alebo objem (alebo oba) podľa okrajových podmienok. Ak sa zvyšuje objem a plyn sa rozpína, koná týmto rozpínaním prácu na svojom okolí, čím sa znižuje jeho vnútorná energia a tým aj teplota. Ak dovolíme ohrievanému plynu rozpínanie, tak v porovnaní s rovnakým plynom v uzavretom nemennom objeme mu na ohriatie o jeden kelvin musíme priviesť viac tepla. Tepelnú kapacitu plynov vzťahujeme vždy na látkové množstvo plynu.

Tepelná kapacita pri konštantnom objeme — Cv

Syntaktická analýza (parsing) neúspešná (syntaktická chyba): C_V = \frac{1}{n}\left(\frac{\partial Q}{\partial T}\left)_{\!V=const}


je teda menšia ako tepelná kapacita pri konštantnom tlaku — Cp

 C_p = \frac{1}{n}\left(\frac{\partial Q}{\partial T}\right)_{\!p=const}

Medzi oboma tepelnými kapacitam platí vzťah:

 C_p = C_V + R

Pomer medzi tepelnými kapacitami sa nazýva Poissonova konštanta. Podobná závislosť platí aj pri mernej tepelnej kapacite pri konštantnom tlaku cp a mernej tepelnej kapacite pri konštantnom objeme cV.

Hodnoty[upraviť | upraviť zdroj]

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené experimentálne zistené tepelné kapacity vybraných plynov pri konštantnom objeme. Označené sú plyny s jednoatómovými molekulami.

Plyn CV, m (J.K−1.mol−1)
Hélium 12,5
Neón 12,5
Argón 12,5
Kryptón 12,5
Xenón 12,5
Vodík 20,18
Oxid uhoľnatý 20,2
Dusík 19,9
Chlór 24,1
Bróm 32,0

Tepelná kapacita zmesi plynov[upraviť | upraviť zdroj]

Tepelnú kapacitu zmesi plynov (napríklad vzduchu, alebo spalín) môžeme vypočítať, ak poznáme podiely a tepelné kapacity zložiek z rovnice:

 C_V = \sum_{i=1}^n r_i \, C_{Vi}
  • CV — tepelná kapacita zmesi plynov (J.K−1.mol−1)
  • CVi — tepelná kapacita i-tej zložky (J.K−1.mol−1)
  • ri — objemový podiel i-tej zložky
  • n — počet zložiek v zmesi