lämmönkapasiteettiin

Lämmönkapasiteetti on fysikaalinen suure, joka kuvaa järjestelmän kykyä varastoida lämpöenergiaa. Se määritellään siten, että suure muuttuu lämpötilan muuttuessa. Yksikkönä käytetään yleensä joulea kelvinissä (J/K). Massakohtainen lämmönkapasiteetti ilmoittaa energian määrän, joka tarvitaan yhden kilogramman kappaleen lämmittämiseen yhdellä kelvinillä (J/(kg·K)). Molarinen lämmönkapasiteetti ilmoittaa energian määrän per mooli (J/(mol·K)).

Termodynamiikassa tavataan erityyppisiä lämmönkapasiteetteja. Tilavuuden vakioimisessa (C_V) lämpökapasiteetti määritellään kappaleen tilavuuden ollessa vakio, kun taas paineen vakioimisessa (C_P) kuvaa energian vaihtoa paineen pysyessä muutoksessa. Yleisesti C_P on suurempi kuin C_V, koska paineen ollessa vakio tapahtuu lisäksi tapahtumia, joiden vuoksi lämpöenergia kasvattaa sekä lämpötilaa että tilaa. Ideaalikaasujen kohdalla C_P ja C_V liittyvät toisiinsa: C_P − C_V = R, missä R on universaali kaasuvakio.

Lämmönkapasiteetti riippuu aineesta sekä sen faasista, lämpötilasta ja mahdollisista faasimuutoksista. Faasimuutoksien äärellä lämmönkapasiteetti voi kasvupisteissään korostua (esimerkiksi sulaessa tai kiehuessa). Lämpökapasiteetin arvoja voi mitata kalorimetrian keinoin; tarkempia lämpöominaisuuksia selvitetään muun muassa differentiaalisen skannauskalorimetrin (DSC) avulla.

Käytännössä lämmönkapasiteetti vaikuttaa esimerkiksi rakennusten lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien suunnitteluun, energian varastointiin sekä monien teollisten prosessien lämpöhallintaan. Se on keskeinen käsite termodynamiikassa ja materialtutkimuksessa.