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Berechnung der spezifischen WärmekapazitätFormel für die spezifische WärmekapazitätTypische Werte der spezifischen WärmekapazitätFAQsMit diesem Rechner für spezifische Wärmekapazität kannst du die Wärmekapazität 🇺🇸 einer erhitzten oder abgekühlten Probe bestimmen. Die spezifische Wärmekapazität ist die Menge an Wärmeenergie, die du einer 1 kg schweren Probe zuführen musst, um ihre Temperatur um 1 Kelvin zu erhöhen. Lies weiter, um zu erfahren, wie du die Formel für die Wärmekapazität korrekt anwendest, um das richtige Ergebnis zu erhalten.
💡 Dieser Rechner funktioniert auf verschiedene Arten. Du kannst ihn zum Beispiel auch verwenden, um die Wärme zu berechnen, die benötigt wird, um eine Temperaturänderung zu verursachen (wenn du die spezifische Wärmekapazität kennst). Um die spezifische Wärmekapazität eines komplexen Experiments zu ermitteln, kann dir der Kalorimetrie Rechner 🇺🇸 bei deinen Berechnungen helfen.
Du siehst lieber zu als zu lesen? Mit diesem Video, das wir für dich erstellt haben, lernst du in 90 Sekunden alles, was du wissen musst:
Berechnung der spezifischen Wärmekapazität
Bestimme, ob du die Probe erwärmen (ihr Wärmeenergie zuführen) oder abkühlen (ihr Wärmeenergie entziehen) möchtest.
Gib die zugeführte Energiemenge als positiven Wert ein. Wenn du die Probe abkühlen möchtest, gib die entzogene Energie als negativen Wert ein. Nehmen wir zum Beispiel an, dass wir die Wärmeenergie der Probe um 63 000 J verringern möchten. Q=−63000J.
Bestimme den Temperaturunterschied zwischen dem Anfangs- und Endzustand der Probe und gib ihn in den Wärmekapazität-Rechner ein. Wenn die Probe abgekühlt wird, ist die Differenz negativ, wenn sie erwärmt wird, ist sie positiv. Nehmen wir an, wir möchten die Probe um 3 Grad abkühlen. Dann ist ΔT=−3K. Du kannst die Anfangs- und Endwerte der Temperatur auch manuell eingeben, indem du ein Häkchen im Feld Anfangs- und Endtemperatur anzeigen setzt.
Bestimme die Masse der Probe. Nehmen wir m=5kg an.
Berechne die spezifische Wärme als c=mΔTQ. In unserem Beispiel erhalten wir:
c=5kg⋅−3K−63000J=4200kg⋅KJ
Dies ist die Wärmekapazität von flüssigem Wasser.
Formel für die spezifische Wärmekapazität
Die Formel für die spezifische Wärmekapazität sieht wie folgt aus:
c=mΔTQ
Q ist die zugeführte oder abgeführte Wärmemenge (in Joule), m ist die Masse der Probe und ΔT ist die Differenz zwischen der Anfangs- und der Endtemperatur. Die Wärmekapazität wird in J/(kg-K) angegeben.
Typische Werte der spezifischen Wärmekapazität
Für die meisten gängigen Stoffe musst du den Wärmekapazität-Rechner nicht verwenden. Wir haben dir aber die Werte der spezifischen Wärmekapazität für einige dieser Stoffe hier aufgeführt:
- Eis: 2100J/kg⋅K,
- Wasser: 4200J/kg⋅K,
- Wasserdampf: 2000J/kg⋅K,
- Basalt: 840J/kg⋅K,
- Granit: 790J/kg⋅K,
- Aluminium: 890J/kg⋅K,
- Eisen: 450J/kg⋅K,
- Kupfer: 380J/kg⋅K und
- Blei: 130J/kg⋅K
Mit diesen Informationen kannst du auch berechnen, wie viel Energie du einer Probe zuführen musst, um ihre Temperatur zu erhöhen oder zu senken. Du kannst zum Beispiel überprüfen, wie viel Wärme du brauchst, um einen Topf mit Wasser zum Kochen zu bringen, wenn du Nudeln kochen möchtest. Du kannst dafür auch den Wasser Erwärmen Rechner verwenden, in dem all diese Informationen bereits berücksichtigt wurden.
Du fragst dich, was das Ergebnis tatsächlich bedeutet? Probiere unseren Potenzielle Energie Rechner aus, um zu prüfen, auf welches Energieniveau du die Probe mit dieser Energiemenge heben würdest. Oder überprüfe mit dem Kinetische Energie Rechner, wie hoch die Bewegungsenergie der Probe wäre.
Wie berechnet man die spezifische Wärmekapazität?
- Ermittle die Anfangs- und Endtemperatur sowie die Masse der Probe und die zugeführte Energie.
- Subtrahiere die End- und Anfangstemperatur, um die Temperaturänderung (ΔT) zu erhalten.
- Multipliziere die Temperaturänderung mit der Masse der Probe.
- Dividiere die zugeführte Wärme / Energie durch das Produkt.
- Die Formel lautet
C = Q / (ΔT ∙ m).
Was ist die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen?
Die spezifische Wärmekapazität ist die Wärme oder Energie, die erforderlich ist, um die Masseneinheit eines Stoffes mit konstantem Volumen um 1 °C zu verändern. Die Formel lautet: Cv = Q / (ΔT ∙ m).
Wie lautet die Formel für die spezifische Wärme?
Die Formel für die spezifische Wärmekapazität C eines Stoffes mit der Masse m lautet: C = Q / (m ∙ ΔT). Dabei ist Q die zugeführte Energie und ΔT die Temperaturänderung. Die spezifische Wärmekapazität bei verschiedenen Prozessen, wie z. B. bei konstantem Volumen, Cv und konstantem Druck, Cp, wird durch das spezifische Wärmeverhältnis, ɣ= Cp/Cv, oder die Gaskonstante R = Cp - Cv miteinander in Beziehung gesetzt.
Was ist die Einheit für die spezifische Wärmekapazität?
Die spezifische Wärmekapazität wird in J/kg-K oder J/kg-°C gemessen, da sie die Wärme oder Energie ist, die bei einem Prozess mit konstantem Volumen benötigt wird, um die Temperatur einer Substanz mit einer Masseneinheit um 1 °C oder 1 K zu ändern.
Wie hoch ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser?
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser bei 25 °C beträgt 4181,3 J/kg-K. Das ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 kg Wasser um 1 Kelvin zu erhöhen.
Wie lauten die imperialen Einheiten für die spezifische Wärme?
Die spezifische Wärme wird in BTU / lb °F in imperialen Einheiten und in J/kg-K in SI-Einheiten gemessen.
Wie hoch ist die spezifische Wärmekapazität von Kupfer?
Die spezifische Wärme von Kupfer beträgt 385 J/kg-K. Anhand dieses Wertes kannst du die Energie abschätzen, die benötigt wird, um 100 g Kupfer um 5 °C zu erwärmen, d.h. Q = m ∙ Cp ∙ ΔT = 0,1 ∙ 385 ∙ 5 = 192,5 J.
Wie hoch ist die spezifische Wärmekapazität von Aluminium?
Die spezifische Wärmekapazität von Aluminium beträgt 897 J/kg K. Dieser Wert ist fast 2,3-mal so hoch wie die spezifische Wärme von Kupfer. Anhand dieses Wertes kannst du die Energie abschätzen, die benötigt wird, um 500 g Aluminium um 5 °C zu erwärmen, d.h. Q = m ∙ Cp ∙ ΔT = 0,5 ∙ 897 ∙ 5 = 2242,5 J.
