Ypatinga šilumos talpa palyginti su šilumos talpa
Šiluminė talpa ir savitoji šilumos talpa yra dvi labai svarbios termodinamikos sąvokos. Šios sąvokos vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį daugelyje termodinamikos pritaikymų. Šiame straipsnyje bus pristatyti šių dviejų sąvokų skirtumai ir panašumai.
Kas yra šilumos talpa?
Šiluminė talpa yra nepaprastai svarbi materijos savybė. Šilumos talpa yra išmatuojama šiluminė savybė. Jis apibrėžiamas kaip šiluminės energijos kiekis, reikalingas medžiagos temperatūrai padidinti tam tikra temperatūra. SI vienetų sistemoje šiluminė talpa apibrėžiama kaip šilumos kiekis, reikalingas mėginio temperatūrai padidinti 1 kelvinu. Šilumos talpos vienetai yra džauliai vienam kelvinui. Mėginio šiluminė talpa priklauso nuo mėginyje esančių medžiagų, jų jungiamosios struktūros ir kiekvienos medžiagos masės. Objekto šiluminė talpa yra nepaprastai svarbi, nes pagal ją galima išmatuoti objekto sugertos ar išskiriamos šilumos kiekį, naudojant objekto temperatūros pokytį.
Žemės atmosferos šiluminė talpa laikoma begalybe, atsižvelgiant į šilumos mainus laboratorinėmis sąlygomis. Todėl aplinka tokiuose procesuose laikoma begaliniu šilumos šalintuvu. Tačiau vykstant dideliems šilumos generavimo procesams, pvz., šilumai iš saulės, žemės atmosfera negali būti laikoma begaliniu šilumos šalintuvu. Procesams, kuriuose dalyvauja dujos, yra du specialiai apibrėžti šilumos pajėgumų tipai. Pirmasis yra pastovaus tūrio šilumos talpa, o tai yra šiluminė talpa, išmatuota, kai procesas vyksta pastoviu tūriu. Kadangi išsiplėtimas neįmanomas, dujos negali atlikti jokių išorinių darbų. Todėl bendras energijos suvartojimas sukelia temperatūros kilimą. Antrasis tipas yra pastovaus slėgio šilumos talpa. Tokiu atveju dujos gali pakenkti aplinkai. Kadangi plėtimasis reiškia darbą, bendra tiekiama šiluma nepakels temperatūros.
Kas yra savitoji šilumos talpa?
Savioji šiluminė galia apibrėžiama kaip šiluminės energijos kiekis, reikalingas 1 kilogramo objekto temperatūrai pakelti 1 Kelvinu. Savitosios šiluminės talpos vienetai yra džaulis kelvinui kilogramui. Grynos medžiagos savitoji šiluminė talpa yra konstanta. Jei objekto sudėtis yra žinoma, specifinę šiluminę galią galima nesunkiai apskaičiuoti sudedant tam tikrų medžiagų šilumines talpas, padaugintas iš atitinkamos proporcijos. Objekto savitoji šiluminė talpa nepriklauso nuo objekto masės. Jis taip pat gali būti paimtas kaip objekto šiluminė talpa, padalinta iš objekto masės.
Kuo skiriasi savitoji šilumos talpa ir šilumos talpa?
• Savitoji šiluminė talpa yra medžiagos savybė, o šiluminė talpa yra objekto savybė.
• Grynos medžiagos savitoji šiluminė talpa yra pastovi, tačiau bet kurios medžiagos šiluminė talpa priklauso nuo mėginio masės.
• Savitoji šiluminė talpa nepriklauso nuo masės, o šiluminė talpa priklauso.
