ظرفیت حرارتی ویژه در مقابل ظرفیت حرارتی
ظرفیت حرارتی و ظرفیت گرمایی ویژه دو مفهوم بسیار مهم در زمینه ترمودینامیک هستند. این مفاهیم در بیشتر کاربردها در ترمودینامیک نقش حیاتی دارند. این مقاله تفاوت ها و شباهت های بین این دو مفهوم را ارائه خواهد کرد.
ظرفیت گرمایی چیست؟
ظرفیت گرمایی یک ویژگی بسیار مهم ماده است. ظرفیت گرمایی یک ویژگی حرارتی قابل اندازه گیری است. به عنوان مقدار انرژی حرارتی مورد نیاز برای افزایش دمای یک ماده در یک دمای معین تعریف می شود.در سیستم واحد SI، ظرفیت گرمایی به عنوان مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک نمونه به میزان 1 کلوین تعریف می شود. واحدهای ظرفیت گرمایی ژول بر کلوین است. ظرفیت گرمایی یک نمونه به مواد موجود در نمونه، ساختار پیوند آنها و جرم هر ماده بستگی دارد. ظرفیت گرمایی یک جسم بسیار مهم است، زیرا می توان از آن برای اندازه گیری میزان گرمای جذب شده یا منتشر شده توسط جسم با استفاده از تغییر دمای جسم استفاده کرد.
ظرفیت گرمایی جو زمین با توجه به تبادلات حرارتی در شرایط آزمایشگاهی بی نهایت در نظر گرفته می شود. بنابراین محیط در چنین فرآیندهایی به عنوان یک هیت سینک بی نهایت در نظر گرفته می شود. با این حال، با فرآیند تولید گرما زیاد مانند گرمای حاصل از خورشید، اتمسفر زمین را نمی توان به عنوان یک فرورفتگی حرارتی بی نهایت در نظر گرفت. برای فرآیندهای شامل گازها، دو نوع ظرفیت گرمایی به طور خاص تعریف شده است. اولی ظرفیت گرمایی حجم ثابت است و این ظرفیت گرمایی است که زمانی که فرآیند در حجم ثابت انجام می شود اندازه گیری می شود.از آنجایی که امکان انبساط وجود ندارد، گاز نمی تواند هیچ کاری را در قسمت بیرونی انجام دهد. بنابراین، کل انرژی ورودی باعث افزایش دما می شود. نوع دوم ظرفیت حرارتی فشار ثابت است. در این حالت گاز می تواند روی محیط زیست اثر بگذارد. از آنجایی که انبساط به معنای انجام کار است، کل گرمای عرضه شده دما را افزایش نمی دهد.
ظرفیت حرارتی ویژه چیست؟
ظرفیت گرمایی ویژه به عنوان مقدار انرژی حرارتی مورد نیاز برای افزایش دمای یک جسم 1 کیلوگرمی به میزان 1 کلوین تعریف می شود. واحدهای ظرفیت گرمایی ویژه ژول بر کلوین بر کیلوگرم است. ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده خالص ثابت است. اگر ترکیب یک جسم مشخص باشد، ظرفیت گرمایی ویژه را می توان به راحتی با جمع کردن ظرفیت گرمایی مواد خاص در نسبت مربوطه محاسبه کرد. ظرفیت گرمایی ویژه یک جسم مستقل از جرم جسم است. همچنین می توان آن را به عنوان ظرفیت گرمایی جسم تقسیم بر جرم جسم در نظر گرفت.
تفاوت بین ظرفیت حرارتی ویژه و ظرفیت حرارتی چیست؟
• ظرفیت گرمایی ویژه خاصیت ماده است، اما ظرفیت گرمایی ویژگی جسم است.
• ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده خالص ثابت است، اما ظرفیت گرمایی هر ماده به جرم نمونه بستگی دارد.
• ظرفیت گرمایی ویژه مستقل از جرم است، در حالی که ظرفیت گرمایی وابسته است.
