Fyzika – obsah > Molekulová fyzika a termika – teorie srozumitelně > Tepelná kapacita, měrná 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 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 oběhu 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 měrné tepelné kapacity je
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 J ∙ kg−1 ∙ K−1. Led má měrnou tepelnou kapacitu poloviční → 2090 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 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 J ∙ kg−1 ∙ K−1. Je tedy zhruba jedenáctkrát snazší ji ohřát než vodu. Kovy obecně mají nízkou tepelnou kapacitu.
Stáhnout jako PDF [96 kB]
