Varmekapacitet

Et legemes varmekapacitet er givet ved forholdet mellem den tilførte varmeenergi og den resulterende temperaturændring.

Hvis varmekapaciteten betegnes med symbolet $C$, den tilførte varme med symbolet $\Delta Q$ og temperaturændringen med symbolet $\Delta T$ gælder:

$C={\frac {\Delta Q}{\Delta T}}.$

Da SI-enhederne for varmeenergi er joule og for temperatur er kelvin bliver SI enheden for varmekapacitet $[C]=J/K$.

Sammenhængen mellem masse $m$, varmekapacitet $C$ og varmefylde $c$ er:

$C=c\cdot m$

Et fysisk systems varmekapacitet er sjældent konstant, men kan bl.a. afhænge af temperatur, tryk og volumen.

Et fysisk stofs varmefylde, c-værdi, specifikke varmekapacitet eller specifikke varme er forholdet mellem den varmemængde der skal til for opnå en given temperaturændring, for en hvis masse af stof. Varmefylde betegnes med symbolet $c$.

I SI enheder måles varmefylde i joule pr. kelvin pr. kilogram

$c={\tfrac {J}{kg\cdot K}}$

Med disse enheder angiver varmefylde således hvor meget energi, målt i joule, der skal anvendes for at opvarme 1 kilogram af stoffet 1 kelvin.

Da temperaturforskelle målt i kelvin og celsius er lige store angiver man ofte varmefylde i joule pr. celsius pr. kilogram. Så bliver enheden $c={\frac {J}{kg\cdot ^{\circ }C}}$

Et stofs varmefylde varierer normalt som funktion af temperaturen. F.eks. er flydende vands (H₂O) varmefylde ved ca. 0 °C og 100 °C ca. 4210 ${\tfrac {J}{kg\cdot K}}$ – ved 30-40 °C er varmefylden 4186 ${\frac {J}{kg\cdot K}}$.

Ved faseovergange er varmefylden, som funktion af temperaturen, diskontinuert.

Varmefylden er givet som forholdet mellem varmekapacitet og masse, således $c={\frac {C}{m}}$.

Varmekapacitet såvel som varmefylde afhænger bl.a. af tryk og temperatur. Når volumen holdes konstant, anvendes V som subscript, og når trykket holde konstant anvendes p som subscript. Forholdet mellem de to kaldes for adiabateksponenten.

Varmefyldetabel for nogle kendte stoffer

Varmefyldetabel for nogle gasformige stoffer, sorteret efter varmefylde:

Stof	fase ved 101,325 kPa (=1 atm), 20 °C	ca. varmefylde (kJ×kg-1×°C-1)
hydrogen	gas	14,3
helium	gas	5,2
H2O Vanddamp	gas (Tvanddamp ca.= 100 °C)	1,84
Luft	gas	1,005
CO2	gas	0,79

Varmefyldetabel for nogle flydende stoffer, sorteret efter varmefylde:

Stof	fase ved 101,325 kPa (=1 atm), 20 °C	ca. varmefylde (kJ×kg-1×°C-1)
H2O Vand	flydende	4,184–4,186
Ethanol	flydende	2,46
Olie	flydende (simpel formel)	2,0+0,0003*(T-100)
Olie	flydende (ny formel)	$(1,6848+0,00339*T)/(\surd \rho )$
Kviksølv	flydende	0,139

Varmefyldetabel for nogle faste stoffer, sorteret efter varmefylde:

Stof	fase ved 101,325 kPa (=1 atm), 20 °C	ca. varmefylde (kJ×kg-1×°C-1)
H2O is	fast (Tis ca.= 0 °C)	2,1
Træ	fast	ca. 1,7
Jord	blanding (porøs)	0,92
Aluminium	fast	0,900
Sand	fast	0,835
Jord	fast	0,800
Granit	fast	0,790
Grafit	fast	0,720
Diamant	fast	0,502
Jern	fast	0,444
Kobber	fast	0,385
Guld	fast	0,129

Mange andre tabelværdier for varmefylde kan findes her og her både for gasformige, flydende og faste stoffer.

Vands varmefylde

Bemærk at flydende vand (H₂O) har en ganske høj varmefylde i forhold til andre stoffer der er almindelige på jordoverfladen. Dette er grunden til at klimaet i egne der er omgivet af meget hav, f.eks. Danmark, er mere temperatur-stabilt end det mere ekstreme fastlandsklima. Man kunne sige at vand er en varmepuffer, der begrænser temperaturens udsving på Jorden.

Kilder/referencer

• engineeringtoolbox.com: Liquids and Fluids – Specific Heat Capacities

Se også

• Fase (stof)
• Varmeledningsevne
• Smeltevarme
• Størkningsvarme
• Fordampningsvarme
• Fortætningsvarme