7 Termofysik: 7.5 Värmekapacitet
7.5 Värmekapacitet
Om samma mängd vatten och järn mottar lika mycket energi så kommer järnets temperaturökning att vara ungefär #9 # gånger större än vattnets.
På fysikspråk säger vi att olika ämnen har olika kapacitet att lagra inre energi. Den förmågan kallas för specifik värmekapacitet. Specifik värmekapacitet är karaktäristiskt för ett ämne; den är alltså en ämneskonstant. Den specifika värmekapaciteten för vatten är #4 200 # J/kg · K och för järn #450 # J/kg · K.
#7.27# Vatten har överhuvudtaget en ovanligt stor värmekapacitet. Har du någon gång bränt dig på en munfull pizza? Man bränner sig alltid på tomatskivan i fyllningen. Tomaten innehåller mycket vatten och har därför större värmekapacitet är resten av pizzan. Den inre energin i tomaten är större än i resten av pizzan, även om temperaturen är densamma.
Det som avgör hur mycket energi som behövs för att öka ett föremåls temperatur beror bara på ämnets specifika värmekapacitet om vi utgår från samma mängd och samma temperaturhöjning.
Den kapacitet som vatten har att lagra inre energi har avgörande betydelse för vårt klimat. Golfströmmen kan på grund av vattnets stora värmekapacitet transportera enorma mängder energi upp till våra nordliga breddgrader.
Specifik värmekapacitet
Ett föremål tillförs värme så att temperaturstegringen blir #\Delta#T. Den energi som går åt är
Q = c · m · #\Delta#T
där Q är den energi som krävs, m är föremålets massa och c är den specifika värmekapaciteten för ämnet.
Den specifika värmekapaciteten talar om hur mycket värme vi måste tillföra #1 # kg av ett ämne för att få en temperaturhöjning på #1 # °C.
Enheten för specifik värmekapacitet är joule per kilogram per kelvin, J/ #(# kg · K).
När vi ska koka vattnet i exempel #16 # behöver vi ett kärl, och då blir kärlet också varmt. Detta måste vi ta hänsyn till när vi gör våra beräkningar.
När man ska mäta specifik värmekapacitet, använder man en värmemätare. I sin enklaste form kan värmemätaren vara ett kärl och en termometer. Kärlet bör vara värmeisolerat. En termosflaska är en bra värmemätare för enkla försök. Men att tala om en termos specifika värmekapacitet blir lite löjligt. Istället undersöker vi bara hur stor energimängd som krävs för att öka termosens temperatur med #1 # grad och kallar det för termosens värmekapacitet. En bra värmemätare bör ha så låg värmekapacitet som möjligt och dessutom vara värmeisolerande.
Värmekapacitet
Ett föremål tillförs värme så att temperaturstegringen blir #\Delta#T. Den energi som går åt är
Q = C · #\Delta#T där C är värmekapaciteten för föremålet
Enheten för värmekapacitet är joule per kelvin, J/K.
#7.28# Mätning av värmekapacitet.
