Eriline soojusvõimsus vs soojusvõimsus
Soojusmahtuvus ja erisoojusmaht on kaks väga olulist mõistet termodünaamika valdkonnas. Need kontseptsioonid mängivad olulist rolli enamikus termodünaamika rakendustes. See artikkel tutvustab nende kahe mõiste erinevusi ja sarnasusi.
Mis on soojusvõimsus?
Soojusmahtuvus on aine äärmiselt oluline omadus. Soojusvõimsus on mõõdetav soojusomadus. See on määratletud kui soojusenergia hulk, mis on vajalik aine temperatuuri tõstmiseks antud temperatuuri võrra. SI ühikusüsteemis on soojusmahtuvus defineeritud kui soojushulk, mis on vajalik proovi temperatuuri tõstmiseks 1 Kelvini võrra. Soojusvõimsuse ühikud on džaulid kelvini kohta. Proovi soojusmahtuvus sõltub proovis sisalduvatest ainetest, nende sidestruktuurist ja iga aine massist. Objekti soojusmahtuvus on äärmiselt oluline, sest selle abil saab mõõta objekti poolt neeldunud või eralduvat soojushulka, kasutades objekti temperatuurimuutust.
Maa atmosfääri soojusmahtuvust peetakse laboritingimustes toimuva soojusvahetuse suhtes lõpmatuks. Seetõttu peetakse keskkonda sellistes protsessides lõpmatuks jahutusradiaatoriks. Kuid suurte soojuse tekkeprotsesside, näiteks päikeselt tuleva soojuse korral ei saa Maa atmosfääri pidada lõpmatuks jahutusradiaatoriks. Gaase hõlmavate protsesside jaoks on spetsiaalselt määratletud kahte tüüpi soojusvõimsusi. Esimene on konstantse mahuga soojusmahtuvus ja see on soojusmahtuvus, mida mõõdetakse protsessi käigus konstantses mahus. Kuna paisumine pole võimalik, ei saa gaas välisküljel tööd teha. Seetõttu põhjustab kogu energiasisend temperatuuri tõusu. Teine tüüp on konstantse rõhuga soojusmahtuvus. Sel juhul võib gaas keskkonda kahjustada. Kuna paisumine tähendab töö tegemist, ei tõsta kogu tarnitav soojus temperatuuri.
Mis on erisoojusvõimsus?
Eriline soojusmahtuvus on defineeritud kui soojusenergia hulk, mis on vajalik 1 kilogrammise objekti temperatuuri tõstmiseks 1 Kelvini võrra. Erisoojusvõimsuse ühikud on džauli kelvini kohta kilogrammi kohta. Puhta aine erisoojusmahtuvus on konstant. Kui objekti koostis on teada, saab erisoojusmahtuvust kergesti arvutada, liites kokku teatud ainete soojusmahtuvused vastava proportsiooniga. Objekti erisoojusmahtuvus ei sõltu objekti massist. Seda võib võtta ka kui objekti soojusmahtuvust jagatud objekti massiga.
Mis vahe on erisoojusvõimsusel ja soojusvõimsusel?
• Erisoojusmahtuvus on materjali omadus, kuid soojusmahtuvus on objekti omadus.
• Puhta aine erisoojusmaht on konstantne, kuid iga aine soojusmahtuvus sõltub proovi massist.
• Erisoojusmaht ei sõltu massist, samas kui soojusmaht sõltub.
