Pagrindinis skirtumas tarp šiluminės talpos ir savitosios šilumos yra tas, kad šiluminė talpa priklauso nuo medžiagos kiekio, o savitoji šiluminė talpa nuo jo nepriklauso.
Kai šildome medžiagą, jos temperatūra pakyla, o kai vėsiname, jos temperatūra mažėja. Šis temperatūros skirtumas yra proporcingas tiekiamos šilumos kiekiui. Šiluminė talpa ir savitoji šiluma yra dvi proporcingumo konstantos, susijusios su temperatūros pokyčiu ir šilumos kiekiu.
Kas yra šilumos talpa?
Termodinamikoje bendra sistemos energija yra vidinė energija. Vidinė energija nurodo bendrą molekulių kinetinę ir potencialią energiją sistemoje. Sistemos vidinę energiją galime pakeisti arba dirbdami su sistema, arba ją šildydami. Vidinė medžiagos energija didėja, kai padidiname jos temperatūrą. Padidėjimo dydis priklauso nuo sąlygų, kuriomis vyksta šildymas. Čia mums reikia šilumos, kad padidintume temperatūrą.
Medžiagos šiluminė talpa (C) yra „šilumos kiekis, reikalingas medžiagos temperatūrai pakelti vienu laipsniu Celsijaus (arba vienu kelvinu). Šiluminė talpa skiriasi priklausomai nuo medžiagos. Medžiagos kiekis yra tiesiogiai proporcingas šilumos talpai. Tai reiškia, kad padvigubėjus medžiagos masei, šiluminė talpa padvigubėja. Šiluma, kurios mums reikia norint padidinti medžiagos temperatūrą nuo t1 iki t2, galima apskaičiuoti naudojant šią lygtį.
q=C x ∆t
q=reikalinga šiluma
∆t=t1-t2
01 pav.: helio šiluminė talpa
Šiluminės talpos vienetas yra JºC-1 arba JK-1. Termodinamikoje apibrėžiami du šilumos pajėgumų tipai; šilumos talpa esant pastoviam slėgiui ir šiluminė talpa esant pastoviam tūriui.
Kas yra savitoji šiluma?
Šiluminė talpa priklauso nuo medžiagos kiekio. Savitoji šiluma arba savitoji šiluminė talpa (-os) yra šiluminė talpa, kuri nepriklauso nuo medžiagų kiekio. Galime jį apibrėžti kaip „šilumos kiekį, reikalingą vieno gramo medžiagos temperatūrai pakelti vienu laipsniu Celsijaus (arba vienu kelvinu) esant pastoviam slėgiui“.
Saviosios šilumos vienetas yra Jg-1oC-1 Vandens savitoji šiluma yra labai didelė, jos reikšmė 4.186 Jg-1oC-1 Tai reiškia, kad norint padidinti 1 g vandens temperatūrą 1 °C, mums reikia 4,186 J šilumos energijos. Ši didelė vertė lemia vandens vaidmenį šiluminiame reguliavime. Norint rasti šilumą, reikalingą tam tikros medžiagos masės temperatūrai padidinti nuo t1 iki t2, galima naudoti šią lygtį.
q=m x s x ∆t
q=reikalinga šiluma
m=medžiagos masė
∆t=t1-t2
Tačiau aukščiau pateikta lygtis netaikoma, jei reakcija apima fazės pasikeitimą; pavyzdžiui, kai vanduo pereina į dujinę fazę (virimo temperatūroje) arba kai vanduo užšąla ir susidaro ledas (lydymosi temperatūroje). Taip yra todėl, kad fazės keitimo metu pridėta arba pašalinta šiluma nekeičia temperatūros.
Kuo skiriasi šiluminė talpa ir savitoji šiluma?
Pagrindinis skirtumas tarp šiluminės talpos ir savitosios šilumos yra tas, kad šiluminė talpa priklauso nuo medžiagos kiekio, o savitoji šiluminė talpa nuo jo nepriklauso. Be to, nagrinėjant teoriją, šilumos kiekio, reikalingo medžiagų temperatūrai pakeisti 1°C arba 1K, šiluminė talpa, o savitoji šiluma yra šiluma, reikalinga 1g medžiagų temperatūrai pakeisti 1°C arba 1K.
Santrauka – šilumos talpa ir savitoji šiluma
Šiluminė talpa ir savitoji šiluma yra svarbūs termodinamikos terminai. Pagrindinis skirtumas tarp šiluminės talpos ir savitosios šilumos yra tas, kad šiluminė talpa priklauso nuo medžiagos kiekio, o savitoji šiluminė talpa nuo jo nepriklauso.
