Värmekapacitet

Värmekapacitet är ett mått på hur mycket värme som krävs för att höja temperaturen hos ett system med en given mängd materia med en viss temperaturändring. Den definieras ofta genom sambandet Q = C ΔT, där Q är tillförd värme, C är värmekapaciteten och ΔT är temperaturändringen. Enheten är joule per kelvin (J/K).

Specifik värmekapacitet, ibland kallad c, anger hur mycket värme som krävs per kilogram massa för en given temperaturändring: c = (dQ)/(m dT). Molär värmekapacitet Cm används per mol ämne: Cm = (dQ)/(n dT).

Värmekapacitet finns i olika former beroende av om systemet hålls vid konstant tryck eller konstant volym. Värmekapacitet vid konstant tryck betecknas Cp och vid konstant volym Cv. För gaser är Cp större än Cv, och för ideala gaser gäller Cp − Cv = R (gasernas allmänna gaskonstant). För de flesta vätskor och fasta ämnen är Cp och Cv närbesläktade, med Cp vanligtvis något större.

Värmekapaciteten kan bero av temperatur och tryck och är särskilt känslig vid fasövergångar. Under en fasändring sker värmeutbyte utan temperaturändring, vilket innebär att energin tillförs i form av latent värme. Denna energi används för att övergå från en fas till en annan utan att temperaturen ändras.

Värmekapacitet mäts vanligtvis med kalorimetri eller differential scanning calorimetry (DSC). Kunskapen om värmekapacitet används inom materialvetenskap, geoteknik, livsmedelsvetenskap och energiteknik, till exempel för att beräkna värmebehov vid uppvärmning och köld eller för att designa isolering och termiska system.