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Spezifische Wärmekapazität

Die Spezifische Wärmekapazität eines Stoffes ist eine seiner physikalischen Eigenschaften. Sie gibt an, wieviel Wärmeenergie man einem Stoff zuführen muss, um seine Temperatur um einen bestimmten Betrag zu erhöhen.

Die zur Temperaturerhöhung dT notwendige Wärmeenergie Q steigt mit der Menge des betrachteten Stoffes, deswegen wird die Spezifische Wärmekapazität normalerweise nach der Masse m des Stoffes normiert (bisweilen auch nach der Stoffmenge, oder dem Volumen). Dieser Zusammenhang wird durch folgende Formel beschrieben:

Daraus ergibt sich die Definition der spezifischen Wärmekapazität c:

Zur Anschauung:
Bei Wasser beträgt die spezifische Wärmekapazität ca. 4,18 J/g/K; es ist die Wärmemenge von ca. 4,18 Joule = 1 Kalorie notwendig, um 1 Gramm Wasser um 1 Kelvin (von 14,5 °C auf 15,5 °C) zu erwärmen.

Die Wärmekapazität C bezieht sich im Gegensatz dazu nicht auf die Masse, sondern gibt nur einen Zusammenhang für Q und dT an:

Wärmekapazität von Gasen

Insbesondere bei Gasen hängt die Wärmekapazität von den äußeren Zwangsbedingungen ab. Man unterscheidet die Wärmekapazität bei konstantem Druck Cp und bei konstantem Volumen CV.

Generell gilt

In erster Näherung gilt bei Gasen Cp = CV + Rc. Hierbei ist die Wärmekapazität nach der Stoffmenge normiert und Rc ist die allgemeine Gaskonstante. Weiterhin gilt in guter Näherung CV = f *1/2 * Rc , wobei f >= 3 die Anzahl der energetischen Freiheitsgrade eines Atoms angibt. (Drei Freiheitsgrade kinetische Energie; Null bis drei Freiheitsgrade Rotationenergie; Null bis n Freiheitsgrade innere Schwingungsenergie.)

Beispiele für (spezifische) Wärmekapazitäten

Siehe auch : Schmelzwärme, Verdampfungswärme, Latente Wärme, Gasgesetz, Dulong-Petit Gesetz


Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste").
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