Siltumietilpība

Siltumietilpība — fizikāls lielums, kas raksturo to siltuma daudzumu, kas jāpievada ķermenim, lai tā temperatūra palielinātos par vienu kelvinu.Никеров. В. А. Физика: учебник и практикум для академического бакалавриата. — Юрайт, 2015. — С. 127—129. — 415 с. — .Ильин В. А. Физика: учебник и практикум для прикладного бакалавриата. — Юрайт, 2016. — С. 142—143. — 399 с. — .

Daudzos svarīgos gadījumos ķermeņa temperatūras paaugstināšanās ir tieši proporcionāla tam pievadītajam siltuma daudzumam un ķermeņa siltumietilpība paliek kā konstants (nemainīgs) lielums. Vispārīgajā gadījumā ķermeņa siltumietilpība var būt atkarīga no ķermeņa stāvokļa parametriem, piemēram, no tā temperatūras vai tilpuma konkrētā brīdī.

 Īpatnējā, molārā, tilpuma siltumietilpība 
Ir acīmredzami, ka, jo lielāka ir ķermeņa masa, jo lielāks būs nepieciešams siltuma daudzums tā sasildīšanai, tāpēc siltumietilpība ir proporcionāla vielas daudzumam, kas atrodas ķermenī. Vielas daudzums var būt aprakstīts ar masu vai molu daudzumu. Tāpēc ir ērti aprēķinos lietot īpatnējo siltumietilpību (ķermeņa vienas masas daļiņas siltumietilpību):



un molāro siltumietilpību (viena vielas mola siltumietilpību):



kur  — vielas daudzums ķermenī (kg/mol);  — ķermeņa masa (kg);  — vielas molārā masa jeb molmasa (mol). Molārā un īpatnējā siltumietilpība ir saistīta ar sakarību .

Tilpuma siltumietilpība (ķermeņa vienas tilpuma daļiņas siltumpietilpība):



 Siltumietilpība dažādiem procesiem un vielas stāvokļiem 
Siltumietilpība ir definēta kā vielām dažādos agregātstāvokļos (cietiem ķermeņiem, šķidrumiem, gāzēm), tā arī daļiņu grupām, ansambļiem  un kvazidaļiņām (metālu fizikā, piemēram, runa ir par elektronu gāzes siltumietilpību).

 Ideālās gāzes siltumietilpība 

Siltumietilpība sistēmai savstarpēji nesaistītām daļinām (piemēram, ideālai gāzei) tiek noteikta ar brīvības pakāpju skaitu.

Molārā siltumietilpība pie nemainīga tilpuma (V=const.):



kur  ≈ 8,31 J/(mol·K) — universālā gāzes konstante,  — molekulas brīvības pakāpju skaits.

Molārā siltumietilpība pie nemainīga spiediena (p=const.):



 Adiabātes pakāpes rādītājs 

Adiabātes pakāpes rādītājs (dažreiz saukts par Puasona koeficientu) —  attiecība starp siltumietilpību pie nemainīga spiediena () pret siltumietilpību pie nemainīga tilpuma (). Siltumtehnikā tiek izmantots latīņu burts  Fox, R., A. McDonald, P. Pritchard: Introduction to Fluid Mechanics 6th ed. Wiley.

Vienādojums:

kur:
  — gāzes siltumietilpība,
  —  gāzes īpatnējā siltumietilpība,
 indeksi  un  apzīmē nosacījumu p=const. un v=const. atbilstoši.

 Īpatnējās siltumietilpības vērtības dažām vielām un būvmateriāliem 
Tiek atspoguļotas īpatnējās siltumietilpības vērtības pie nemainīga spiediena ().
+ Tabula I: Standarta īpatnējās siltumietilpības vērtības Viela Agregātstāvoklis Īpatnējā Siltumietilpība, kJ/(kg·K) Ūdeņradis  gāze  14,304 Amonjaks  gāze  4,359—5,475 Hēlijs  gāze  5,193 Ūdens (300 К, 27 °C)  šķidrums  4,1806 Litijs  ciets ķermenis 3,582 Etanols  šķidrums  2,438 Ledus (273 К, 0 °C)  ciets ķermenis  2,11 Ūdens tvaiks  (373 К, 100 °C)  gāze  2,0784 Naftas eļļas  šķidrums  1,670—2,010 Berilijs  ciets ķermenis  1,825 Slāpeklis  gāze  1,040 Gaiss (100 % mitrums)  gāze  1,030 Gaiss (sauss, 300 К, 27 °C)  gāze  1,007 Skābeklis (O2)  gāze  0,918 Alumīnijs  ciets ķermenis  0,897 Grafīts  ciets ķermenis  0,709 Kvarca stikls  ciets ķermenis  0,703 Čuguns  ciets ķermenis  0,540 Dimants  ciets ķermenis  0,502 Tērauds  ciets ķermenis  0,462 Dzelzs  ciets ķermenis  0,449 Varš  ciets ķermenis  0,385 Misiņš  ciets ķermenis  0,370 Molibdēns  ciets ķermenis  0,251 Alva (balta)  ciets ķermenis  0,227 Dzīvsudrabs  šķidrums  0,140 Volframs  ciets ķermenis  0,132 Svins  ciets ķermenis  0,130 Zelts  ciets ķermenis  0,129 Vērtības ir norāditas pie standartnosacījumiem (, ), ja tas nav norunāts īpaši.

+ Tabula II: Īpatnējās siltumietilpības vērtības dažiem būvmateriāliem Viela Īpatnējā siltumietilpībakJ/(kg·K) Koksne  1,700 Ģipsis  1,090Asfalts 0,920 Betons  0,880 Marmors  0,880 Stikls logu  0,840 Ķieģelis keramiskais sarkanais  0,840 — 0,880http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/strojmaterialy/plotnost-i-teploemkost-kirpicha Ķieģelis silikātu  0,750 — 0,840 Smiltis  0,835 Augsne  0,800 Granīts  0,790 Tērauds  0,470

 Atsauces 

Kategorija:Termodinamika
Kategorija:Molekulārfizika
Kategorija:Fizikālās īpašības
Kategorija:Fizikāli lielumi