Verschil tussen warmtecapaciteit en specifieke warmte

Warmtecapaciteit versus specifieke warmte

Wanneer een stof wordt verhit, stijgt de temperatuur en wanneer deze wordt afgekoeld neemt de temperatuur af. Het verschil in temperatuur is evenredig met de hoeveelheid toegevoerde warmte. Verwarmingscapaciteit en specifieke warmte zijn twee proportionaliteitsconstanten die betrekking hebben op de temperatuurverandering en de hoeveelheid warmte.

Warmte capaciteit

In de thermodynamica wordt de totale energie van een systeem interne energie genoemd. Interne energie specificeert de totale kinetische en potentiële energie van moleculen in het systeem. Interne energie van een systeem kan worden veranderd door werk te doen aan het systeem of door het te verwarmen. De interne energie van een stof neemt toe als de temperatuur wordt verhoogd. De hoeveelheid toename hangt af van de omstandigheden waarin verwarming plaatsvindt. Warmte is vereist om de temperatuur te verhogen. Warmtecapaciteit (C) van een stof is "de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van een stof met één graad Celsius (of één Kelvin) te verhogen." De warmtecapaciteit verschilt van stof tot stof. De hoeveelheid stof is rechtevenredig met de warmtecapaciteit. Dat betekent dat door verdubbeling van de massa van substantie, de warmtecapaciteit kan worden verdubbeld. De warmte die nodig is om de temperatuur te verhogen van t₁ naar t₂ van een stof kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking.

q = C x Δt

q = vereiste warmte

Δt = t₁-t₂

De eenheid van warmtecapaciteit is J^OC^-1 of JK^-1. Twee soorten warmtecapaciteiten worden gedefinieerd in de thermodynamica; de warmtecapaciteit bij constante druk en warmtecapaciteit bij constant volume.

Specifieke hitte

De warmtecapaciteit is afhankelijk van de hoeveelheid stof. Specifieke warmte of specifieke warmtecapaciteit (en) is de warmtecapaciteit, die onafhankelijk is van de hoeveelheid stoffen. Het kan worden gedefinieerd als "de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één gram van een stof met één graad Celsius (of één Kelvin) te verhogen bij een constante druk." De eenheid van specifieke warmte is Jg^-1OC^-1.De soortelijke warmte van water is zeer hoog met een waarde van 4.186 Jg^-1oC^-1. Dit betekent om de temperatuur van 1 g water met 1 te verhogen ^OC, 4.186 J warmte-energie is nodig. Deze hoge waarde ontmoet de rol van water bij thermische regulatie. Om de warmte te vinden die nodig is om de temperatuur van een bepaalde massa van een stof te verhogen van t₁ naar t₂,  de volgende vergelijking kan worden gebruikt.

q = m x s x Δt

q = vereiste warmte

m = massa van de stof

Δt = t₁-t₂

Bovenstaande vergelijking is echter niet van toepassing als de reactie een faseverandering inhoudt. Het is bijvoorbeeld niet van toepassing wanneer het water naar de gasfase gaat (bij het kookpunt), of wanneer het water bevriest om ijs te vormen (op het smeltpunt). Dit is zo omdat; de hitte die tijdens de faseverandering wordt toegevoegd of verwijderd, verandert de temperatuur niet.