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1.1.2.2. Spezifische Wärmekapazität
ОглавлениеUnabhängig vom Aggregatzustand eines Stoffes, steigt dessen Temperatur bei Zufuhr von (Wärme-) Energie an. In welchem Maße die Temperatur durch den Energieeintrag zunimmt, hängt vom jeweiligen Material ab. Mit anderen Worten: Unterschiedliche Materialien gleicher Menge (genauer: gleicher Masse) wärmen sich bei gleicher zugeführter Wärmemenge unterschiedlich stark auf.
Als erster Schritt kann festgestellt werden, dass die Temperaturerhöhung des Materials, bezogen auf sein Einheitsgewicht, direkt proportional zur eingebrachten Wärmemenge ist. Der Proportionalitätsfaktor ist jedoch von Material zu Material unterschiedlich. Wenn also ein Stoff mit einer Masse von 1 kg von der Temperatur ϑ1 auf die Temperatur ϑ2 erwärmt wird, kann für die dafür notwendige Wärmemenge Q folgender Zusammenhang beschrieben werden:
Gl. 1
Legende:
Q ... | Wärmemenge (Wärmeenergie) [J = Joule] |
c ... | spezifische Wärmekapazität [J/kg.K] |
ϑ ... | Temperatur [K] |
m ... | Masse des Stoffes [kg] |
Die spezifische Wärmekapazität „c” ist eine auf eine Masseneinheit des Materials bezogene material-spezifische Eigenschaft, welche die Wärmemenge in Joule ausdrückt, die notwendig ist, damit die Temperatur von 1 kg Material um 1 K ansteigt. Sie ist gleich der spezifischen Enthalpie je Kelvin.
Tabelle 2: spezifische Wärmekapazität einiger Stoffe
Abb. 5: Wärmeenergiebilanz für die Erwärmung von 1 kg Wasser