www.wikidata.de-de.nina.az

Wärmekapazität Dieser Artikel behandelt die eines Körpers Zur Materialeigenschaft siehe Spezifische Dieser Artikel oder

Wärmekapazität

Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (beispielsweise Einzelnachweisen) ausgestattet. Angaben ohne ausreichenden Beleg könnten demnächst entfernt werden. Bitte hilf Wikipedia, indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfügst.

Die Wärmekapazität eines Körpers ist das Verhältnis der ihm zugeführten Wärme zu der damit bewirkten Temperaturerhöhung ():

Die Einheit der Wärmekapazität ist J/K.

Je nachdem, ob isochores (konstantes Volumen) oder isobares (konstanter Druck) Arbeiten vorliegt, muss die isochore

oder isobare Wärmekapazität

verwendet werden. Hierbei entspricht der inneren Energie und der Enthalpie.

Bei homogenen Körpern lässt sich die Wärmekapazität als Produkt der spezifischen Wärmekapazität und der Masse des Körpers berechnen,

oder auch als Produkt seiner molaren Wärmekapazität und seiner Stoffmenge :

Sowohl die spezifische als auch die molare Wärmekapazität sind Materialkonstanten und in einschlägigen Nachschlagewerken tabelliert.

Die Wärmekapazität ist eine extensive Zustandsgröße, kann also für einen Körper, der aus Teilen zusammengesetzt ist, als Summe der jeweiligen Wärmekapazitäten seiner Teile berechnet werden. Für die Gesamtwärmekapazität ergibt sich daher:

Für Schichtsysteme wie z. B. Wandkonstruktionen wird die Wärmekapazität pro Flächeneinheit angegeben, in J/(m2·K), für Meterware wie z. B. extrudierte Kühlkörper pro Längeneinheit, in J/(m·K).

Ermittlung der Wärmekapazität im Mischungsversuch Bearbeiten

Die experimentelle Bestimmung der Wärmekapazität eines Körpers zeigt den Umgang mit dieser Größe in der folgenden Beispielrechnung:

Der Körper wird zunächst so lange in kochendes Wasser () gelegt, bis er selbst diese Temperatur angenommen hat. Dann überführt man ihn in ein Kalorimeter, in dem sich Wasser mit der Temperatur von befindet. Es stellt sich eine Mischungstemperatur von ein.

Das Wasser hat sich also um (oder ) erwärmt.

Mit der bekannten spezifischen Wärmekapazität von Wasser () berechnet sich die vom Wasser aufgenommene Wärme zu

Diese Wärmemenge hat der Körper bei seiner Abkühlung um (oder ) an das Wasser abgegeben, also ist . Folglich beträgt die Wärmekapazität des Körpers:

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Gerd Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie. 6., vollst. überarb. u. aktualis. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2012, ISBN 978-3-527-32909-0.
  2. Hermann Weingärtner: Chemische Thermodynamik Einführung für Chemiker und Chemieingenieure. 1. Auflage. Stuttgart 2003, ISBN 978-3-519-03534-3.
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Dieser Artikel behandelt die Warmekapazitat eines Korpers Zur Materialeigenschaft siehe Spezifische Warmekapazitat Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen beispielsweise Einzelnachweisen ausgestattet Angaben ohne ausreichenden Beleg konnten demnachst entfernt werden Bitte hilf Wikipedia indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfugst Physikalische GrosseName WarmekapazitatFormelzeichen C displaystyle C Grossen undEinheitensystem Einheit DimensionSI J K 1 L2 M T 2 8 1Die Warmekapazitat C displaystyle C eines Korpers ist das Verhaltnis der ihm zugefuhrten Warme Q displaystyle Q zu der damit bewirkten Temperaturerhohung D T displaystyle Delta T 1 C Q D T displaystyle C frac Q Delta T Die Einheit der Warmekapazitat ist J K Je nachdem ob isochores konstantes Volumen oder isobares konstanter Druck Arbeiten vorliegt muss die isochore C V Q T V U T V displaystyle C V left partial Q over partial T right V left partial U over partial T right V oder isobare Warmekapazitat C p Q T p H T p displaystyle C p left partial Q over partial T right p left partial H over partial T right p verwendet werden Hierbei entspricht U displaystyle U der inneren Energie und H displaystyle H der Enthalpie 1 2 Bei homogenen Korpern lasst sich die Warmekapazitat als Produkt der spezifischen Warmekapazitat c displaystyle c und der Masse m displaystyle m des Korpers berechnen C c m displaystyle C c cdot m oder auch als Produkt seiner molaren Warmekapazitat C m displaystyle C mathrm m und seiner Stoffmenge n displaystyle n 1 C C m n displaystyle C C mathrm m cdot n Sowohl die spezifische als auch die molare Warmekapazitat sind Materialkonstanten und in einschlagigen Nachschlagewerken tabelliert Die Warmekapazitat ist eine extensive Zustandsgrosse kann also fur einen Korper der aus Teilen zusammengesetzt ist als Summe der jeweiligen Warmekapazitaten C n displaystyle C n seiner N displaystyle N Teile berechnet werden Fur die Gesamtwarmekapazitat C g e s displaystyle C mathrm ges ergibt sich daher C g e s n 1 N C n C 1 C 2 C N displaystyle C mathrm ges sum n 1 N C n C 1 C 2 dotsb C N Fur Schichtsysteme wie z B Wandkonstruktionen wird die Warmekapazitat pro Flacheneinheit angegeben in J m2 K fur Meterware wie z B extrudierte Kuhlkorper pro Langeneinheit in J m K Ermittlung der Warmekapazitat im Mischungsversuch BearbeitenDie experimentelle Bestimmung der Warmekapazitat eines Korpers zeigt den Umgang mit dieser Grosse in der folgenden Beispielrechnung Der Korper wird zunachst so lange in kochendes Wasser ϑ 1 100 C displaystyle vartheta 1 100 mathrm circ C nbsp gelegt bis er selbst diese Temperatur angenommen hat Dann uberfuhrt man ihn in ein Kalorimeter in dem sich m W 1 k g displaystyle m mathrm W 1 mathrm kg nbsp Wasser mit der Temperatur von ϑ 2 20 C displaystyle vartheta 2 20 mathrm circ C nbsp befindet Es stellt sich eine Mischungstemperatur von ϑ 3 30 C displaystyle vartheta 3 30 mathrm circ C nbsp ein Das Wasser hat sich also um D T ϑ 3 ϑ 2 10 K displaystyle Delta T vartheta 3 vartheta 2 10 mathrm K nbsp oder 10 C displaystyle 10 mathrm circ C nbsp erwarmt Mit der bekannten spezifischen Warmekapazitat von Wasser c W 4 2 k J k g K displaystyle c mathrm W approx 4 2 mathrm kJ kg cdot K nbsp berechnet sich die vom Wasser aufgenommene Warme zu Q W c W m W D T 42 k J displaystyle Q mathrm W c mathrm W cdot m mathrm W cdot Delta T 42 mathrm kJ nbsp Diese Warmemenge hat der Korper bei seiner Abkuhlung um D T ϑ 3 ϑ 1 70 K displaystyle Delta T vartheta 3 vartheta 1 70 mathrm K nbsp oder 70 C displaystyle 70 mathrm circ C nbsp an das Wasser abgegeben also ist Q 42 k J displaystyle Q 42 mathrm kJ nbsp Folglich betragt die Warmekapazitat des Korpers C Q D T 42 k J 70 K 600 J K displaystyle C frac Q Delta T frac 42 mathrm kJ 70 mathrm K mathrm 600 J K nbsp Einzelnachweise Bearbeiten a b c Gerd Wedler Lehrbuch der Physikalischen Chemie 6 vollst uberarb u aktualis Auflage Wiley VCH Weinheim 2012 ISBN 978 3 527 32909 0 Hermann Weingartner Chemische Thermodynamik Einfuhrung fur Chemiker und Chemieingenieure 1 Auflage Stuttgart 2003 ISBN 978 3 519 03534 3 Normdaten Sachbegriff GND 4188854 6 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Warmekapazitat amp oldid 236020511