lämpökapasiteteetista

Lämpökapasiteetti kuvaa sitä, kuinka paljon lämpöenergiaa tarvitaan nostamaan kohteen lämpötilaa yhdellä kelvinillä. Yleisimmin käytetty yksikkö on joule per kelvin (J/K). Aineille voidaan määritellä myös spesifinen lämpökapasiteetti c (J/(kg·K)) sekä molaarinen lämpökapasiteetti Cm (J/(mol·K)).

Lämpökapasiteetti riippuu lämpötilasta, vaiheesta ja olosuhteista. Lämpökapasiteetti paineen ollessa vakio määritellään Cp, ja tilavuuden ollessa vakio Cv. Ideaalikaasulla Cp − Cv = R, jossa R on kaasuvakio. Kiinteille aineille ja nesteille Cp ja Cv ero on pienempi ja vaihtelee aineen mukaan.

Lämpökapasiteetti heijastaa aineen kykyä varastoida energiaa erilaisten liikkeen ja tason tilojen aktivoitumisen kautta. Matala T lämpökapasiteetti kasvaa lämpötilan noustessa, kun lisäenergiaa varastoidaan uusien tasojen aktivoitumiseen. Käyttäytymistä kuvaavat mallit kuten Debye-malli kiinteille aineille sekä Dulong-Petit -laki, joka antaa likimääräisen arvon korkeilla lämpötiloilla.

Mittaukset: Kalorimetri on yleinen työkalu lämpökapasiteetin mittaamiseen. Diferentiaalinen skannauskalorimetria (DSC) mittaa Cp:ta tai Cm:ta materiaalin lämpötilan funktiona.

Sovellukset: Lämpökapasiteetti on keskeinen parametri energianvarastoinnissa, lämmönhallinnassa elektroniikkalaitteissa, rakennusmateriaaleissa sekä prosessiteollisuudessa. Ymmärrys lämpökapasiteetista auttaa suunnittelussa ja simuloinneissa.