Tilavuuslämpökapasiteetin

Tilavuuslämpökapasiteetti, myös tunnettu nimellä *volumetric heat capacity*, kuvaa aineen tai systeemin kykyä varastoida lämpöenergiaa tietyssä tilavuudessa. Se määritellään lämpömääränä, joka tarvitaan nostamaan yksikkötilavuuden lämpötila yhdellä asteella (yleensä kelvineissä tai celsiusasteissa). Tilavuuslämpökapasiteetti mitataan yksiköissä jouleina per kuutiometri ja kelvin (J/(m³·K)).

Tilavuuslämpökapasiteetti eroaa massalämpökapasiteetista (molemmissa mitataan lämpötilan muutoksen vaikutusta, mutta tämä ottaa huomioon tilavuuden sijaan massan). Se on erityisen tärkeä ilmanvaihdon, lämmönsiirron ja energiatehokkuuden tutkimuksessa, kuten rakennusten lämmitysjärjestelmien suunnittelussa tai ilmastointiteknologiassa. Esimerkiksi ilman tilavuuslämpökapasiteetti on noin 1,2 J/(m³·K) huoneenlämpötilassa, mikä selittää, kuinka paljon energiaa tarvitaan lämpimän tai kylmän ilman lämpötilan muuttamiseen.

Aineen tilavuuslämpökapasiteetti riippuu sen tiheydestä ja massalämpökapasiteetista. Kaava tilavuuslämpökapasiteetin laskemiseksi on seuraava: *c_v = ρ · c_p*, missä *ρ* on aineen tiheys (kg/m³) ja *c_p* on sen massalämpökapasiteetti (J/(kg·K)). Esimerkiksi vesi, jonka tiheys on noin 1000 kg/m³ ja massalämpökapasiteetti noin 4186 J/(kg·K), saavuttaa tilavuuslämpökapasiteetin noin 4,186 MJ/(m³·K), mikä tekee siitä erittäin tehokkaan lämmönvarastointiaineen.

Tilavuuslämpökapasiteetti otetaan huomioon myös energiatehokkuuden arvioinnissa, kuten aurinkolämmön varastoinnissa tai lämpöpumppujärjestelmien suunnittelussa. Sen avulla voidaan arvioida, kuinka paljon energiaa systeemi kykenee absorboimaan tai vapauttamaan tilavuusyksikköä kohden.