Specifinė šilumos talpa ir šilumos talpa
Šilumos talpa ir savitasis šilumos pajėgumas yra dvi labai svarbios sąvokos termodinamikos srityje. Šios sąvokos vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį daugelyje termodinamikos programų. Šiame straipsnyje bus pristatyti šių dviejų sąvokų skirtumai ir panašumai.
Kas yra šilumos talpa?
Šilumos talpa yra nepaprastai svarbi materijos savybė. Šilumos talpa yra išmatuojama šiluminė savybė. Jis apibrėžiamas kaip šiluminės energijos kiekis, reikalingas medžiagos temperatūrai padidinti tam tikra temperatūra. SI vieneto sistemoje šilumos talpa apibrėžiama kaip šilumos kiekis, reikalingas mėginio temperatūrai padidinti 1 Kelvinu. Šilumos talpos vienetai yra džauliai / Kelvinas. Mėginio šiluminė talpa priklauso nuo mėginyje esančių medžiagų, jų jungimosi struktūros ir kiekvienos medžiagos masės. Objekto šiluminė talpa yra nepaprastai svarbi, nes ją galima naudoti matuojant objekto sugertą ar išskiriamą šilumos kiekį naudojant objekto temperatūros pokyčius.
Žemės atmosferos šiluminė talpa laikoma begalybe, atsižvelgiant į šilumos mainus laboratorijos sąlygomis. Todėl tokiuose procesuose aplinka yra laikoma begaline šilumos šalintoja. Tačiau esant dideliam šilumos gamybos procesui, pavyzdžiui, saulės gaunamai šilumai, žemės atmosfera negali būti laikoma begaline šilumos kriaukle. Procesams, susijusiems su dujomis, yra specialiai apibrėžti dviejų tipų šilumos pajėgumai. Pirmasis yra pastovaus tūrio šilumos talpa, ir tai yra šilumos talpa, išmatuota, kai procesas atliekamas pastoviu tūriu. Kadangi išsiplėsti neįmanoma, dujos negali atlikti jokio darbo išorėje. Todėl dėl bendros energijos sąnaudos pakyla temperatūra. Antrasis tipas yra pastovaus slėgio šilumos talpa. Tokiu atveju dujos gali veikti aplinką. Kadangi išsiplėtimas reiškia darbo atlikimą, visa tiekiama šiluma nepakels temperatūros.
Kas yra specifinė šilumos talpa?
Specifinė šiluminė galia apibrėžiama kaip šilumos energijos kiekis, reikalingas 1 kilogramo objekto temperatūrai pakelti 1 Kelvinu. Specifinės šiluminės galios vienetai yra Džauliai už Kelviną už kilogramą. Grynos medžiagos savitasis šiluminis pajėgumas yra pastovus. Jei žinoma objekto sudėtis, specifinę šiluminę galią galima lengvai apskaičiuoti susumavus tam tikrų medžiagų šilumos pajėgumus, padaugintus iš atitinkamos proporcijos. Specifinė objekto šiluminė galia nepriklauso nuo objekto masės. Tai taip pat gali būti laikoma objekto šilumos talpa, padalyta iš objekto masės.
Kuo skiriasi specifinė šilumos galia ir šilumos talpa?
• Specifinė šilumos talpa yra medžiagos savybė, tačiau šilumos talpa yra objekto savybė.
• Grynos medžiagos savitoji šiluminė talpa yra pastovi, tačiau bet kurios medžiagos šiluminė talpa priklauso nuo mėginio masės.
• Savitoji šilumos galia nepriklauso nuo masės, o šilumos talpa priklauso.
