Ominaislämpö vs. lämpökapasiteetti
Ei ole yllättävää, miksi monet ovat sekaisin ”ominaislämmön” ja ”lämpökapasiteetin” välillä. Se johtuu siitä, että kun etsit ”ominaislämpöä” verkkolähteistä, kuten Wikipediasta, sinut ohjataan automaattisesti ”lämpökapasiteetin” sivulle. No, ”lämpökapasiteetti” tai ”lämpökapasiteetti” tunnetaan täysin nimellä ”ominaislämpökapasiteetti”, mikä vain lisää sekaannusta. Määritelmän mukaan nämä kaksi ovat hyvin samankaltaisia. Ominaislämpökapasiteettiin sisältyy kuitenkin vain yksi lisämuuttuja, joka tekee siitä hieman erilaisen verrattuna lämpökapasiteettiin.
Kun puhutaan ”lämpökapasiteetista” (jolla on symboli ”C”), se on itse asiassa lämpö, joka tarvitaan, jotta aineen lämpötila muuttuu yhden asteen verran. Tämä siis osoittaa, että sitä voidaan soveltaa mihin tahansa aineeseen. ”Lämpökapasiteetti” on lämmönsiirron ”Q” suhde lämpötilan muutokseen ”∆T”. Kaavamaisesti ilmaistuna se on C = Q / ∆T. SI-yksikön merkinnässä se käyttää yksiköitä energia / aste (energia astetta kohti). Se ilmaistaan Joulen (symboli ”J”, joka tarkoittaa energian arvoa) ja Kelvinin (symboli ”K”, joka tarkoittaa absoluuttisen lämpötilan arvoa) suhteena C = J / K. Kemiassa käytetään kuitenkin molaarista lämpökapasiteettia Cmol, joka vain lisää mol-muuttujan yhtälöön Cmol = J / mol . K.
Toisaalta ”ominaislämpö” kuulostaa määritelmältään samankaltaiselta kuin lämpökapasiteetti, mutta edellisellä tarkoitetaan lämpöä, joka tarvitaan aineen yhden massayksikön lämpötilan säätämiseen yhdellä asteella. Siinä käytetään energia/massa/aste-yksiköitä. C = J / kg . K. Tässä kg (kilogramma) on yhtälössä mukana oleva massan yksikkö.
Fysikaalisten ominaisuuksien kannalta ”lämpökapasiteetti” on laaja muuttuja, koska tietyn aineen määrä on suoraan verrannollinen sen lämpökapasiteettiin. Tämä tarkoittaa sitä, että mitä suurempi aine on, sitä suurempi on sen aiheuttama lämpökapasiteetti (eli 2x aine antaa 2x lämpökapasiteetin). Sitä vastoin ”ominaislämpö” on intensiivinen muuttuja, joka tarkoittaa ominaisuutta, joka kuuluu tietylle aineelle eikä millekään aineelle yleensä. Tämä tekee tiedemiehille ja muille ammattilaisille helpommaksi tehdä kokeita käyttäen intensiivistä muuttujaa.
Yhteenveto:
1. ”Lämpökapasiteetti” on ekstensiivinen muuttuja, kun taas ”ominaislämpö” on intensiivinen muuttuja.
2. ”Lämpökapasiteetti” on ekstensiivinen muuttuja.”Ominaislämmöllä” on yhtälössään massayksikkö, kuten kansainväliset mittausstandardit suosittelevat.
3. ”Ominaislämpö” soveltuu paremmin käytettäväksi teoreettisissa ja kokeellisissa tehtävissä.
4. SI-yksiköiden mukaan lämpökapasiteetin kaava on C = Q / ∆T, kun taas ominaislämmön kaava on C = J / kg . K.