Ključna razlika između toplinskog kapaciteta i specifične topline je da toplinski kapacitet ovisi o količini tvari, dok je specifični toplinski kapacitet neovisan o njoj.
Kad zagrijavamo tvar, njena temperatura raste, a kada je hladimo, njena temperatura opada. Ova razlika u temperaturi proporcionalna je količini dovedene topline. Toplinski kapacitet i specifična toplina dvije su konstante proporcionalnosti koje se odnose na promjenu temperature i količinu topline.
Što je toplinski kapacitet?
U termodinamici, ukupna energija sustava je unutarnja energija. Unutarnja energija određuje ukupnu kinetičku i potencijalnu energiju molekula u sustavu. Unutarnju energiju sustava možemo promijeniti vršenjem rada na sustavu ili zagrijavanjem. Unutarnja energija tvari raste kada joj povećamo temperaturu. Visina povećanja ovisi o uvjetima u kojima se grijanje odvija. Ovdje nam treba toplina za povećanje temperature.
Toplinski kapacitet (C) tvari je "količina topline potrebna da se temperatura tvari podigne za jedan stupanj Celzijusa (ili jedan kelvin)." Toplinski kapacitet se razlikuje od tvari do tvari. Količina tvari izravno je proporcionalna toplinskom kapacitetu. To znači da se udvostručenjem mase tvari toplinski kapacitet udvostručuje. Toplina koja nam je potrebna za povećanje temperature od t1 do t2 tvari može se izračunati pomoću sljedeće jednadžbe.
q=C x ∆t
q=potrebno grijanje
∆t=t1-t2
Slika 01: Toplinski kapacitet helija
Jedinica toplinskog kapaciteta je JºC-1 ili JK-1. U termodinamici su definirana dva tipa toplinskih kapaciteta; toplinski kapacitet pri konstantnom tlaku i toplinski kapacitet pri konstantnom volumenu.
Što je specifična toplina?
Kapacitet topline ovisi o količini tvari. Specifična toplina ili specifični toplinski kapacitet(i) je toplinski kapacitet koji je neovisan o količini tvari. Možemo ga definirati kao "količinu topline potrebnu za podizanje temperature jednog grama tvari za jedan stupanj Celzija (ili jedan Kelvin) pri konstantnom tlaku."
Jedinica specifične topline je Jg-1oC-1 Specifična toplina vode je vrlo visoka, s vrijednošću 4.186 Jg-1oC-1 To znači da je za povećanje temperature 1 g vode za 1°C potrebno 4,186 J toplinske energije. Ova visoka vrijednost objašnjava ulogu vode u toplinskoj regulaciji. Za pronalaženje topline potrebne za povećanje temperature određene mase tvari od t1 do t2, može se koristiti sljedeća jednadžba.
q=m x s x ∆t
q=potrebno grijanje
m=masa tvari
∆t=t1-t2
Međutim, gornja jednadžba se ne primjenjuje ako reakcija uključuje promjenu faze; na primjer, kada voda prijeđe u plinovitu fazu (na točki vrenja), ili kada se voda smrzne i formira led (na točki taljenja). To je zato što toplina dodana ili uklonjena tijekom promjene faze ne mijenja temperaturu.
Koja je razlika između toplinskog kapaciteta i specifične topline?
Ključna razlika između toplinskog kapaciteta i specifične topline je ta da toplinski kapacitet ovisi o količini tvari, dok specifični toplinski kapacitet ne ovisi o njoj. Nadalje, kada se uzme u obzir teorija, toplinski kapacitet je količina topline potrebna za promjenu temperature tvari za 1°C ili 1K, dok je specifična toplina toplina potrebna za promjenu temperature 1g tvari za 1°C ili 1K.
Sažetak – Toplinski kapacitet u odnosu na specifičnu toplinu
Kapacitet topline i specifična toplina važni su pojmovi u termodinamici. Ključna razlika između toplinskog kapaciteta i specifične topline je u tome što toplinski kapacitet ovisi o količini tvari, dok je specifični toplinski kapacitet neovisan o njoj.
