ההבדל העיקרי בין קיבולת חום לחום סגולי הוא שקיבולת החום תלויה בכמות החומר, בעוד שיכולת החום הסגולית אינה תלויה בה.
כאשר אנו מחממים חומר, הטמפרטורה שלו עולה, וכאשר אנו מקררים אותו, הטמפרטורה שלו יורדת. הבדל זה בטמפרטורה הוא פרופורציונלי לכמות החום המסופק. קיבולת חום וחום סגולי הם שני קבועי מידתיות המתייחסים לשינוי הטמפרטורה ולכמות החום.
מהי קיבולת חום?
בתרמודינמיקה, האנרגיה הכוללת של מערכת היא האנרגיה הפנימית.אנרגיה פנימית מציינת את סך האנרגיה הקינטית והפוטנציאלית של מולקולות במערכת. אנו יכולים לשנות את האנרגיה הפנימית של מערכת על ידי ביצוע עבודה על המערכת או על ידי חימום שלה. האנרגיה הפנימית של חומר עולה כאשר אנו מעלים את הטמפרטורה שלו. כמות העלייה תלויה בתנאים שבהם מתבצע החימום. כאן, אנחנו צריכים חום כדי להעלות את הטמפרטורה.
קיבולת החום (C) של חומר היא "כמות החום הדרושה להעלאת הטמפרטורה של חומר במעלה אחת צלזיוס (או קלווין אחד)." קיבולת החום שונה מחומר לחומר. כמות החומר עומדת ביחס ישר ליכולת החום. כלומר על ידי הכפלת המסה של חומר, קיבולת החום מוכפלת. ניתן לחשב את החום שאנו צריכים כדי להעלות את הטמפרטורה מ-t1 ל-t2 של חומר באמצעות המשוואה הבאה.
q=C x ∆t
q=חום נדרש
∆t=t1-t2
איור 01: קיבולת חום של הליום
יחידת קיבולת החום היא JºC-1 או JK-1. שני סוגים של יכולות חום מוגדרות בתרמודינמיקה; קיבולת חום בלחץ קבוע וקיבולת חום בנפח קבוע.
מהו חום ספציפי?
קיבולת החום תלויה בכמות החומר. חום סגולי או קיבולת חום ספציפית היא קיבולת החום שאינה תלויה בכמות החומרים. אנו יכולים להגדיר זאת כ"כמות החום הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של גרם אחד של חומר במעלה אחת צלזיוס (או קלווין אחד) בלחץ קבוע."
יחידת החום הסגולי היא Jg-1oC-1 החום הסגולי של מים גבוה מאוד, עם ערך של 4.186 Jg-1oC-1 זה אומר שכדי להעלות את הטמפרטורה של 1 גרם מים ב-1°C, אנחנו צריכים 4.186 J של אנרגיית חום. ערך גבוה זה אחראי לתפקידם של המים ברגולציה תרמית. כדי למצוא את החום הדרוש להגדלת הטמפרטורה של מסה מסוימת של חומר מ-t1 ל-t2, ניתן להשתמש במשוואה הבאה.
q=m x s x ∆t
q=חום נדרש
m=מסת החומר
∆t=t1-t2
עם זאת, המשוואה לעיל אינה חלה אם התגובה כוללת שינוי פאזה; למשל, כאשר המים עוברים לשלב גז (בנקודת הרתיחה), או כאשר המים קופאים ויוצרים קרח (בנקודת ההיתוך). הסיבה לכך היא שהחום שנוסף או הוסר במהלך שינוי הפאזה אינו משנה את הטמפרטורה.
מה ההבדל בין קיבולת חום לחום ספציפי?
ההבדל העיקרי בין קיבולת חום לחום סגולי הוא שקיבולת החום תלויה בכמות החומר ואילו קיבולת החום הסגולית אינה תלויה בה.יתר על כן, כאשר בוחנים את התיאוריה, קיבולת החום של כמות החום הדרושה לשינוי טמפרטורת החומר ב-1°C או 1K בעוד חום סגולי הוא החום הדרוש כדי לשנות 1g של טמפרטורת החומרים ב-1°C או 1K.
סיכום – קיבולת חום לעומת חום ספציפי
קיבולת חום וחום ספציפי הם מונחים חשובים בתרמודינמיקה. ההבדל העיקרי בין קיבולת חום לחום סגולי הוא שקיבולת החום תלויה בכמות החומר ואילו קיבולת החום הסגולית אינה תלויה בה.
