Wärmelehre (Thermodynamik)

8.3 Wärmekapazit
W rmekapazität, t, spezifische Wärme W rme
• Wärmekapazität C (Einheit J K-1 ) ist die Wärmemenge, um die Masse m um 1 K zu
erwärmen
C = c⋅m • Quotient c = C/m heißt spezifische Wärme(kapazität); ist Wärmemenge pro Gramm,
die Temperatur um 1 K ändert (Einheit: J g -1 K -1 ); ist materialspezifisch
• statt auf Masse kann man Wärmemenge auch auf ein Mol beziehen: Molwärme oder
molare Wärmekapazität (Einheit: J mol -1 K -1 ) -> oft bei Reaktionswärmen
• Wärmemenge, nötig zur Erwärmung eines Körpers von T 1 auf T 2 :
( ) ( )
Q= mc T − T = mc∆ T = C T − T = C∆T 2 1 2 1
• spezifische Wärme ist für nicht zu große ∆T konstant
• bei Austausch von Wärmemengen gilt Energieerhaltungssatz
n
• abgeschl. System ⇒ Summe aller ausgetauschter Wärmemengen ist Null ∑Qi
=
i=
1
• Experiment in Gefäß (Kalorimeter): Wärmekapazität muss auch berücksichtigt werden
Beispiel: Körper 1 wird in Flüssigkeit 2 getaucht, die man zuvor in Kalorimeter füllt
0 = Q1+ Q2 + QKalorimeter
0 = C ( T − T) + C ( T − T ) + C ( T −T
)
1 Ende 1 2 Ende 2 Kalorimeter Ende Kalorimeter
T 1 , T 2 , T Kalorimeter ... Anfangstemperaturen
Versuch W 25 spez. Wärme
c (20 ° C)
= 4,2 J g K
Wasser
-1 -1
-1 -1
cCu (20 ° C)
= 0,38 J g
112
K
-1 -1
c (20 ° C)
=
0,13 J g K
Pb
0