warmtekapaciteit

Warmtekapaciteit is de eigenschap van een systeem om warmte op te slaan. Het geeft aan hoeveel warmte Q nodig is om de temperatuur van het systeem met een bepaalde hoeveelheid ΔT te laten stijgen. In formulevorm geldt C = ΔQ / ΔT. De totale warmtekapaciteit van een voorwerp is het product van de massa en de specifieke warmtekapaciteit: C = m·c.

Specifieke warmtekapaciteit c geeft aan hoeveel energie per kilogram nodig is per kelvin temperatuurstijging, terwijl molaire warmtekapaciteit Cm dit per mol stof aangeeft. De eenheden zijn respectievelijk J/(kg·K) en J/(mol·K). Voor een stof of object kan men ook de totale warmtekapaciteit schrijven als C = n·Cm, waarbij n het aantal mol stof is.

Bij gassen bestaan Cv en Cp, afhankelijk van constante volume of constante druk. Cp is meestal groter dan Cv en voor ideale gassen geldt Cp−Cv = R. Voor vaste stoffen en vloeistoffen kan de warmtekapaciteit variëren met temperatuur en toestand van de stof door verandering van fasen of degeneratie van de moleculaire beweging.

Metingen en toepassingen: warmtekapaciteit wordt bepaald met calorimetrie en, bij temperatuurafhankeljkheid, met differentiële scanning calorimetrie. In bouwkunde en energieopslag speelt de warmtekapaciteit een belangrijke rol: materialen met een hoge warmtekapaciteit kunnen warmte langer vasthouden en zo de binnentemperatuur stabiliseren en het energieverbruik verminderen.

Typische waarden: water heeft een hoge specifieke warmtekapaciteit (~4,18 kJ/(kg·K)); lucht circa 1 kJ/(kg·K); metalen liggen meestal lager. De temperatuurafhankelijkheid van de warmtekapaciteit vereist vaak nader onderzoek bij ontwerpen.