ความจุความร้อนจำเพาะเทียบกับความจุความร้อน
ความจุความร้อนและความจุความร้อนจำเพาะเป็นสองแนวคิดที่สำคัญมากในด้านอุณหพลศาสตร์ แนวคิดเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการใช้งานส่วนใหญ่ในอุณหพลศาสตร์ บทความนี้จะนำเสนอความแตกต่างและความคล้ายคลึงระหว่างแนวคิดทั้งสองนี้
ความจุความร้อนคืออะไร
ความจุความร้อนเป็นคุณลักษณะที่สำคัญอย่างยิ่งของสสาร ความจุความร้อนเป็นสมบัติทางความร้อนที่วัดได้ มันถูกกำหนดให้เป็นปริมาณพลังงานความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของสารตามอุณหภูมิที่กำหนดในระบบหน่วย SI ความจุความร้อนถูกกำหนดเป็นปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของตัวอย่าง 1 เคลวิน หน่วยความจุความร้อนคือจูลต่อเคลวิน ความจุความร้อนของตัวอย่างขึ้นอยู่กับสารในตัวอย่าง โครงสร้างพันธะ และมวลของสารแต่ละชนิด ความจุความร้อนของวัตถุมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถใช้วัดปริมาณความร้อนที่วัตถุดูดซับหรือปล่อยออกมาได้โดยใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของวัตถุ
ความจุความร้อนของชั้นบรรยากาศโลกถือเป็นอนันต์ในแง่ของการแลกเปลี่ยนความร้อนในสภาพห้องปฏิบัติการ ดังนั้นสิ่งแวดล้อมจึงถือเป็นตัวระบายความร้อนที่ไม่สิ้นสุดในกระบวนการดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ด้วยกระบวนการสร้างความร้อนขนาดใหญ่ เช่น ความร้อนที่มาจากดวงอาทิตย์ บรรยากาศของโลกจึงไม่สามารถถือเป็นตัวระบายความร้อนที่ไม่มีที่สิ้นสุดได้ สำหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับก๊าซ มีความจุความร้อนสองประเภทที่กำหนดไว้เป็นพิเศษ อย่างแรกคือความจุความร้อนปริมาตรคงที่ และนี่คือความจุความร้อนที่วัดเมื่อกระบวนการเสร็จสิ้นในปริมาตรคงที่เนื่องจากไม่สามารถขยายตัวได้ แก๊สจึงไม่สามารถทำงานได้ภายนอก ดังนั้นการป้อนพลังงานทั้งหมดทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ประเภทที่สองคือความจุความร้อนแรงดันคงที่ ในกรณีนี้ ก๊าซสามารถทำงานกับสิ่งแวดล้อมได้ เนื่องจากการขยายตัวหมายถึงการทำงาน ความร้อนรวมที่จ่ายไปจะไม่ทำให้อุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น
ความจุความร้อนจำเพาะคืออะไร
ความจุความร้อนจำเพาะถูกกำหนดให้เป็นปริมาณพลังงานความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของวัตถุ 1 กิโลกรัมขึ้น 1 เคลวิน หน่วยความจุความร้อนจำเพาะคือจูลต่อเคลวินต่อกิโลกรัม ความจุความร้อนจำเพาะของสารบริสุทธิ์เป็นค่าคงที่ หากทราบองค์ประกอบของวัตถุ ความจุความร้อนจำเพาะสามารถคำนวณได้ง่ายโดยการเพิ่มความจุความร้อนของสารบางชนิดคูณด้วยสัดส่วนที่สอดคล้องกัน ความจุความร้อนจำเพาะของวัตถุไม่ขึ้นกับมวลของวัตถุ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นความจุความร้อนของวัตถุหารด้วยมวลของวัตถุได้อีกด้วย
ความจุความร้อนจำเพาะและความจุความร้อนต่างกันอย่างไร
• ความจุความร้อนจำเพาะเป็นคุณสมบัติของวัสดุ แต่ความจุความร้อนเป็นคุณสมบัติของวัตถุ
• ความจุความร้อนจำเพาะของสารบริสุทธิ์จะคงที่ แต่ความจุความร้อนของสารใดๆ ขึ้นอยู่กับมวลของตัวอย่าง
• ความจุความร้อนจำเพาะไม่ขึ้นกับมวล ในขณะที่ความจุความร้อนขึ้นอยู่