Теплоёмкость | это... Что такое Теплоёмкость? (original) (raw)
| {{{Название}}} | |
|---|---|
 |
|
| Размерность | L_2_MT −2Θ−1 |
| Единицы измерения | |
| СИ | Дж/К |
| СГС | эрг/К |
| Примечания | |
| Скалярная величина |
Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δ_Q_, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δ_T_:
Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.
Содержание
- 1 Удельная теплоёмкость
- 2 Теплоёмкость для различных состояний вещества
- 3 Теория теплоёмкости
- 4 См. также
Удельная теплоёмкость
Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.
Массовая теплоёмкость (С) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на килограмм на кельвин (Дж·кг−1·К−1).
Объёмная теплоёмкость (С′) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин (Дж·м−3·К−1).
Молярная теплоёмкость (_С_μ) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на моль на кельвин (Дж/(моль·К)).
Теплоёмкость для различных состояний вещества
Понятие теплоёмкости определено как для веществ в различных агрегатных состояниях (твёрдых тел, жидкостей, газов), так и для ансамблей частиц и квазичастиц (в физике металлов, например, говорят о теплоёмкости электронного газа).
Для примера, в молекулярно-кинетической теории газов показывается, что молярная теплоёмкость идеального газа с i степенями свободы при постоянном объёме (для одного моля идеального газа) равна:
где R ≈ 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная.
А при постоянном давлении
Удельные теплоёмкости многих веществ приведены в справочниках обычно для процесса при постоянном давлении. К примеру, удельная теплоёмкость жидкой воды при нормальных условиях — 4200 Дж/(кг·К); льда — 2100 Дж/(кг·К).
Теория теплоёмкости
Сравнение моделей Дебая и Эйнштейна для теплоёмкости твёрдого тела
Существует несколько теорий теплоёмкости твердого тела:
- Закон Дюлонга — Пти и закон Джоуля — Коппа. Оба закона выведены из классических представлений и с определенной точностью справедливы лишь для нормальных температур (примерно от 15 °C до 100 °C).
- Квантовая теория теплоёмкостей Эйнштейна. Первое применение квантовых законов к описанию теплоёмкости.
- Квантовая теория теплоёмкостей Дебая. Содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом.
Теплоёмкость системы невзаимодействующих частиц (например, газа) определяется числом степеней свободы частиц.