Värmeförmåga

Värmeförmåga, ofta kallad värmekapacitet, är ett mått på hur mycket värme ett ämne kan lagra när dess temperatur förändras. Den definieras som den mängd värme Q som krävs för att höja temperaturen med ΔT, vilket kan uttryckas som C = ΔQ/ΔT. Denna egenskap beror på storlek och tillstånd hos provet och används i olika varianter: den specifika värmekapaciteten c (per kilogram), den molära värmekapaciteten Cm (per mol), samt konstanttrycks- och konstantvolymvärmekapacitet Cp respektive Cv, särskilt vid studier av gaser. För ideala gaser gäller CP − CV = R, där R är gaskonstanten.

Värmekapaciteten påverkas av temperatur och fas. Den kan vara konstant över vissa temperaturintervall men ändras när ämnet närmar sig fasövergångar. I fasta ämnen dominerar värmekapaciteten ofta lattice- eller vibrationsbidrag, medan elektroner bidrar vid mycket låga temperaturer i metaller. Vid högre temperaturer aktiveras fler vibrationalsmoder och värmekapaciteten ökar; enligt Dulong-Petit-lagen tenderar den molära värmekapaciteten hos många fasta ämnen att närma sig cirka 3R vid höga temperaturer.

Praktiskt används värmeförmågan i termisk design och energihantering. Den påverkar hur mycket energi som krävs för att värma eller kyla ett system, hur ett material beter sig i byggnader, och hur effektivt energi kan lagras i termiska system eller batterier. Exempel på vanliga värden är vatten:s specifika värmekapacitet cirka 4,18 kJ/kg·K, medan metaller exempelvis har lägre c-värden och varierar med material och temperatur.