Tepelná kapacita
Tepelná kapacita, měrná tepelná kapacita
Tepelná kapacita
je teplo, které musíme látce dodat, aby se její teplota zvýšila o 1 °C nebo 1 K.
Je to jedno, protože 1 °C je stejně velký dílek jako 1 K.
Tepelná kapacita tedy vyjadřuje množství tepla, které musíme dodat třeba vodě, aby se z 20 °C ohřála na 21 °C, ze 78 °C na 79 °C, … Nebo třeba, aby se kus kovu ohřál z 14 °C na 15 °C, … Samozřejmě, že pro vodu a kov (stejná množství) bude mít rozdílnou hodnotu.
Platí to i obráceně. Tepelná kapacita vyjadřuje i množství tepla, které je potřeba látce vzít, aby se ochladila o 1 °C nebo 1 K.
Značíme ji C a matematicky se dá zapsat:
Teplo (látce dodané/odebrané) dělené změnou teploty dané látky – tím dostaneme teplo potřebné pro zahřátí o 1 °C (1 K), tedy tepelnou kapacitu.
Je závislá na teplotě, je tedy určitý rozdíl v tom, kolik tepla musíme látce dodat, abychom ji ohřáli z 20 °C na 21 °C nebo ze 78 °C na 79 °C. Rozdíl však pro malé teplotní intervaly (např. <0 °C; 100 °C>) není velký.
Měrná tepelná kapacita
Mějme 2 kostky ledu. Jedna má 5 kg, druhá 1500 kg. Abychom obě přibližně v celém objemu ohřáli o 1 °C, budeme muset dodat více tepla té kostce 1500kilogramové (to dá rozum). Větší kostka ledu má tedy větší tepelnou kapacitu.
Abychom se nemuseli zabývat rozdíly v hmotnosti téže látky, zavedla se takzvaná měrná tepelná kapacita.
Ta říká, jakou tepelnou kapacitu má jeden kilogram látky. Tedy jaké množství tepla je třeba látce o jednotkové hmotnosti (1 kilogram) dodat, abychom ji ohřáli o 1 °C (1 K).
Značíme ji \(c\) a matematicky se dá zapsat:
Měrná tepelná kapacita je tedy tepelná kapacita na jednotku hmotnosti. To nám říká slovo měrná.
Například hustota je hmotnost na jednotku objemu. Proto se hustotě také říkalo měrná hmotnost:
Jednotka
Měrnou tepelnou kapacitu jednotlivých látek lze najít v tabulkách.
Teplo pak můžeme vypočítat jako tepelnou kapacitu (teplo potřebné k ohřátí látky o 1 °C (1 K)) násobenou počtem stupňů Celsia (kelvinů).
Voda má měrnou tepelnou kapacitu \(4180\,\mathrm{J\,kg^{-1}\,K^{-1}}\). Led má měrnou tepelnou kapacitu poloviční → \(2090\,\mathrm{J\,kg^{-1}\,K^{-1}}\).
Na ohřátí vody o určitý počet stupňů Celsia (kelvinů) tedy musíme dodat dvojnásobné množství energie (tepla) než na ohřátí ledu stejné hmotnosti o stejný počet stupňů Celsia (kelvinů).
Měrná tepelná kapacita vody je poměrně vysoká hodnota — je energeticky náročné ji ohřát. Je tedy dobrým chladičem — odebere hodně tepla a moc se neohřeje.
Měrná tepelná kapacita například mědi je \(384\,\mathrm{J\,kg^{-1}\,K^{-1}}\). Je tedy zhruba jedenáctkrát snazší ji ohřát než vodu. Kovy obecně mají nízkou měrnou tepelnou kapacitu.
Po stisknutí tlačítka se objeví tiskový dialog. V políčku pro tiskárnu vyberte Uložit jako PDF, případně můžete kapitolu rovnou vytisknout.