ظرفیت گرمایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

ظرفیت گرمایی (ظرفیت حرارتی) یک سیستم با C نشان داده می‌‌شود که عبارت است از نسبت گرمای مبادله شده با سیستم به تغییر دمای ناشی از مبادله گرما. مفهوم ظرفیت گرمایی فقط درمواردی به کارمی‌رود که مبادله گرما با سیستم تنها باعث تغییر دمای سیستم شود و در مواردی که تغییرفاز ایجادمی‌شود، به کارنمی‌رود.

فهرست مندرجات

[ویرایش] ظرفیت گرمایی در حجم ثابت

[ویرایش] ظرفیت گرمایی در فشار ثابت

[ویرایش] ظرفیت گرمایی ویژه

ظرفیت گرمایی ویژه مقدار گرمایی است که با واحد جرم کنترلی سیستم مبادله می‌شود تا دمای آن ۱ درجه سانتیگراد تغییر یابد.

[ویرایش] تئوری انیشتن در ظرفیت گرمایی جامدات

در اوایل قرن ۲۰ ام، انیشتین تئوری کوانتوم را برای توضیح داده‌های تجربی عناصر جامد بکار برد. فرض شد که هر اتم در کریستال مانند یک نوسانگر هارمونیک با نوسات در طول سه جهت عمود بر هم رفتار کند. انرژی سطح ام نوسانگر هارمونیک بصورت زیر داده شده است: که فرکانس نوسان و ثابت پلانک است. بعلاوه که تعداد اتم‌های موجود در سطح انرژی ام است. با ادغام معادلات فوق و استفاده از روابط بین و عدد آووگادرو بدست می‌آوریم

که ثابت بولتزمان است. اگر باشد آنگاه داریم

باشد، با دنبال کردن مراحل استنتاج انیشتین (که نوشته نشده است)، بدست می‌آوریم

و

(از آنجایی که ، که

[ویرایش] تئوری دبای در ظرفیت گرمایی جامدات

استنتاج انیشتین بعدها توسط دبای که بر خلاف انیشتین که یک فرکانس ثابت را برای ارتعاش فرض کرده بود، یک طیف از فرکانس ارتعاش را فرض کرد، تغییر یافت. دبای به رابطهٔ متفاوتی با عبارت دمای دبای رسید که:

در دماهای خیلی پائین (نزدیک ) معادلهٔ دبای می‌تواند بصورت زیر ساده شود:


معادلهٔ دبای به شرط استفاده از بهترین مقدار برای ، همخوانی بهتری با داده‌های تجربی دارد. ولی حتی در این حال نیز رضایت‌بخش نیست بعلاوه آن تنها مربوط به عناصری است که در حالت کریستالی هستند از اینرو بنا به کاربرد محدود آن، اندازه‌گیری تجربی روابط ظرفیت گرمایی بر حسب دما برای جامدات و مایعات یک شیوهٔ معمول است.

تصویر:physics-stub.jpg این نوشتار دربارهٔ فیزیک ناقص است. با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.