Wärmekapazität Rechner
Gib die zugeführte Wärmeenergie und die Temperaturänderung ein, um die Wärmekapazität eines ganzen Objekts in Joule pro Kelvin zu erhalten — die Energie, die es pro Grad speichert.
Ein Wert, zwei Eingaben
Gib die Wärmeenergie in Joule und die Temperaturänderung in Kelvin ein, und der Rechner liefert die Wärmekapazität des Objekts in Joule pro Kelvin.
SI-Einheiten verwenden
Joule für die Energie und Kelvin für die Temperaturänderung ergeben eine Wärmekapazität in J/K. Eine Änderung von 1 K entspricht einer Änderung von 1 °C.
Was ist die Wärmekapazität?
Gespeicherte Energie pro Grad
Die Wärmekapazität gibt an, wie viel Wärmeenergie ein Objekt pro Grad Temperaturänderung speichert. Sie ist die Energie in Joule, die nötig ist, um das ganze Objekt um ein Kelvin zu erwärmen. Sie hängt sowohl vom Material als auch davon ab, wie viel davon vorhanden ist — deshalb braucht ein großer Wasserkessel viel mehr Energie zum Erwärmen als eine kleine Tasse. Gib die zugeführte Wärme und die Temperaturänderung ein, und der Rechner liefert den Wert in Joule pro Kelvin.
Teile die Wärmeenergie durch die Temperaturänderung, um die Wärmekapazität des Objekts in J/K zu erhalten.
Die Wärmekapazität ist die zugeführte Wärmeenergie geteilt durch die Temperaturänderung, die sie bewirkt.
C = Q ÷ ΔTDabei ist Q die Wärmeenergie in Joule und ΔT die Temperaturänderung in Kelvin. Das Ergebnis ist die Energie, die das Objekt pro Grad benötigt. Ein hoher Wert bedeutet, dass das Objekt viel Wärme für einen kleinen Temperaturanstieg aufnimmt; ein niedriger Wert bedeutet, dass es schnell warm wird. Die Wärmekapazität wächst mit der Größe: verdoppelst du die Masse desselben Materials, verdoppelst du die Wärmekapazität.
Angenommen, du fügst einem kleinen Objekt 4184 J Wärme zu und seine Temperatur steigt um 10 K.
Temperaturänderung nehmen
ΔT = 10 K — der Temperaturanstieg, den die Wärme bewirkt hat.
Wärmeenergie durch diese Änderung teilen
4184 ÷ 10 = 418.4 — die Wärmeenergie verteilt auf jedes Grad.
Wärmekapazität ablesen
C = 418.4 J/K — das Objekt speichert 418.4 Joule für jedes Grad, um das es sich erwärmt.
Die Formel ist exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Die Wärmekapazität gilt für das ganze Objekt, nicht pro Kilogramm
Die Wärmekapazität (C, in J/K) beschreibt ein bestimmtes Objekt und hängt davon ab, wie viel Material es enthält, sodass ein größeres Objekt eine größere Wärmekapazität hat. Das ist etwas anderes als die spezifische Wärmekapazität (c, in J/(kg·K)), die pro Kilogramm gilt und nur vom Stoff abhängt — teile die Wärmekapazität durch die Masse, um sie zu erhalten. Dieser Rechner nimmt außerdem an, dass der Wert über den Bereich konstant bleibt und kein Phasenübergang (Schmelzen oder Sieden) auftritt. Halte deine Einheiten durchgängig gleich — Joule und Kelvin —, sonst stimmt das Ergebnis nicht; eine Änderung in Kelvin entspricht derselben Änderung in Grad Celsius, aber niemals in Fahrenheit.