Wärmekapazität

Physikalische Größe
Name	Wärmekapazität
Formelzeichen	${\displaystyle C}$
Größen- und Einheitensystem Einheit Dimension SI J·K−1 L2·M·T−2·Θ−1

Die Wärmekapazität ${\displaystyle C}$ eines Körpers ist das Verhältnis der ihm zugeführten Wärme ${\displaystyle Q}$ zu der damit bewirkten Temperaturerhöhung (${\displaystyle \Delta T}$):

${\displaystyle C={\frac {Q}{\Delta T}}}$

Die Einheit der Wärmekapazität ist J/K.

Je nachdem, ob isochores (konstantes Volumen ${\displaystyle V}$) oder isobares (konstanter Druck ${\displaystyle p}$) Arbeiten vorliegt, muss die isochore

${\displaystyle C_{V}={\mathrm {d} Q_{V} \over \mathrm {d} T}=\left({\partial U \over \partial T}\right)_{V}}$

oder isobare Wärmekapazität

${\displaystyle C_{p}={\mathrm {d} Q_{p} \over \mathrm {d} T}=\left({\partial H \over \partial T}\right)_{p}}$

verwendet werden. Hierbei entspricht ${\displaystyle U}$ der inneren Energie und ${\displaystyle H}$ der Enthalpie.

Bei homogenen Körpern lässt sich die Wärmekapazität als Produkt der spezifischen Wärmekapazität ${\displaystyle c}$ und der Masse ${\displaystyle m}$ des Körpers berechnen,

${\displaystyle C=c\cdot m,}$

oder auch als Produkt seiner molaren Wärmekapazität ${\displaystyle C_{\mathrm {m} }}$ und seiner Stoffmenge ${\displaystyle n}$:

${\displaystyle C=C_{\mathrm {m} }\cdot n}$

Sowohl die spezifische als auch die molare Wärmekapazität sind Materialkonstanten und in einschlägigen Nachschlagewerken tabelliert.

Die Wärmekapazität ist eine extensive Zustandsgröße, kann also für einen Körper, der aus Teilen zusammengesetzt ist, als Summe der jeweiligen Wärmekapazitäten ${\displaystyle C_{n}}$ seiner ${\displaystyle N}$ Teile berechnet werden. Für die Gesamtwärmekapazität ${\displaystyle C_{\mathrm {ges} }}$ ergibt sich daher:

${\displaystyle C_{\mathrm {ges} }=\sum _{n=1}^{N}C_{n}=C_{1}+C_{2}+\dotsb +C_{N}}$

Für Schichtsysteme wie z. B. Wandkonstruktionen wird die Wärmekapazität pro Flächeneinheit angegeben, in J/(m²·K), für Meterware wie z. B. extrudierte Kühlkörper pro Längeneinheit, in J/(m·K).

1. 1 2 3 Gerd Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie. 6., vollst. überarb. u. aktualis. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2012, ISBN 978-3-527-32909-0. 
2. ↑ Hermann Weingärtner: Chemische Thermodynamik Einführung für Chemiker und Chemieingenieure. 1. Auflage. Stuttgart 2003, ISBN 978-3-519-03534-3.