ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะคือความจุความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาณของสาร ในขณะที่ความจุความร้อนจำเพาะไม่ขึ้นกับความจุ
เมื่อเราให้ความร้อนแก่สาร อุณหภูมิของสารจะเพิ่มขึ้น และเมื่อเราทำให้เย็นลง อุณหภูมิของสารจะลดลง ความแตกต่างของอุณหภูมินี้แปรผันตามปริมาณความร้อนที่จ่ายไป ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะเป็นค่าคงที่ตามสัดส่วนสองค่าที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและปริมาณความร้อน
ความจุความร้อนคืออะไร
ในอุณหพลศาสตร์ พลังงานทั้งหมดของระบบคือพลังงานภายในพลังงานภายในระบุพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ทั้งหมดของโมเลกุลในระบบ เราสามารถเปลี่ยนพลังงานภายในของระบบได้โดยการทำงานกับระบบหรือโดยการให้ความร้อน พลังงานภายในของสารจะเพิ่มขึ้นเมื่อเราเพิ่มอุณหภูมิของมัน ปริมาณการเพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับสภาวะที่เกิดความร้อน ที่นี่เราต้องการความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิ
ความจุความร้อน (C) ของสารคือ “ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของสารหนึ่งองศาเซลเซียส (หรือหนึ่งเคลวิน)” ความจุความร้อนแตกต่างกันไปในแต่ละสาร ปริมาณของสารเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความจุความร้อน นั่นหมายถึงการเพิ่มมวลของสารเป็นสองเท่า ความจุความร้อนจะเพิ่มเป็นสองเท่า ความร้อนที่เราต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิจาก t1 ถึง t2 ของสารสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้
q=C x ∆t
q=ความร้อนที่ต้องการ
∆t=t1-t2
รูปที่ 01: ความจุความร้อนของฮีเลียม
หน่วยความจุความร้อนคือ JºC-1 หรือ JK-1 ความจุความร้อนสองประเภทถูกกำหนดไว้ในเทอร์โมไดนามิกส์ ความจุความร้อนที่ความดันคงที่และความจุความร้อนที่ปริมาตรคงที่
ฮีตจำเพาะคืออะไร
ความจุความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาณของสาร ความร้อนจำเพาะหรือความจุความร้อนจำเพาะคือความจุความร้อนที่ไม่ขึ้นกับปริมาณของสาร เราสามารถนิยามมันเป็น “ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของสารหนึ่งกรัมขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส (หรือหนึ่งเคลวิน) ที่ความดันคงที่”
หน่วยของความร้อนจำเพาะคือ Jg-1oC-1 ความร้อนจำเพาะของน้ำสูงมาก มีค่า 4.186 Jg-1oC-1 หมายความว่า ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 กรัม ขึ้น 1°C เราต้องการพลังงานความร้อน 4.186 J. มูลค่าสูงนี้แสดงถึงบทบาทของน้ำในการควบคุมความร้อน ในการค้นหาความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของมวลสารจำนวนหนึ่งจาก t1 เป็น t2 สามารถใช้สมการต่อไปนี้ได้
q=m x s x ∆t
q=ความร้อนที่ต้องการ
m=มวลของสาร
∆t=t1-t2
อย่างไรก็ตาม สมการข้างต้นใช้ไม่ได้หากปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเฟส ตัวอย่างเช่น เมื่อน้ำเข้าสู่เฟสของแก๊ส (ที่จุดเดือด) หรือเมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง (ที่จุดหลอมเหลว) เนื่องจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นหรือถูกเอาออกระหว่างการเปลี่ยนเฟสจะไม่ทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะแตกต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะคือความจุความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาณของสารในขณะที่ความจุความร้อนจำเพาะไม่ขึ้นกับความจุนอกจากนี้ เมื่อพิจารณาตามทฤษฎีแล้ว ความจุความร้อนของปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเปลี่ยนอุณหภูมิของสาร 1°C หรือ 1K ในขณะที่ความร้อนจำเพาะคือความร้อนที่จำเป็นในการเปลี่ยนอุณหภูมิของสาร 1g เป็น 1°C หรือ 1K
สรุป – ความจุความร้อนเทียบกับความร้อนจำเพาะ
ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะเป็นคำศัพท์ที่สำคัญในอุณหพลศาสตร์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะคือความจุความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาณของสารในขณะที่ความจุความร้อนจำเพาะไม่ขึ้นกับความจุ