Количество теплоты и теплоемкость

Теплота, как и работа, не является функцией состояния, а зависит от процесса изменения состояния системы. Поэтому элементарное количество теплоты тоже обозначается частным дифференциалом dQ. В системе СИ теплота, как и другие виды энергии, измеряется в джоулях (Дж). На практике широкое распространение имеет и другая единица теплоты - калория (кал). Калория - это количество теплоты, необходимое для нагревания одного грамма воды на один градус. Одна калория составляет 4,18 джоуля:

1 кал=4,18 Дж.

С понятием теплоты тесно связано понятие теплоемкости. Теплоемкостью тела называется величина, равная количеству теплоты, которое надо сообщить телу, чтобы повысить его температуру на один градус. Если к телу подведено некоторое количество теплоты dQ, в результате чего температура его увеличилась на dT, теплоемкость тела C_тела равна:

. (2.3)

В СИ теплоемкость тела измеряется Дж/К.

Если тело однородно, то используются понятия удельной теплоемкости c и молярной теплоемкости C.

Удельной теплоемкостью c называется теплоемкость единицы массы вещества. Значит, если масса тела равна m, то удельная теплоемкость равна c=C_тела/m. В СИ c измеряется в Дж/(кг×К).

Молярной теплоемкостью С называется теплоемкость одного моля вещества. Она измеряется в Дж/(моль К). Поскольку моль содержит массу вещества, равную молярному весу m, можно написать связь молярной и удельной теплоемкостей:

С=m×с (2.4)

Удобство введения понятий удельной и молярной теплоемкостей объясняется тем, что эти величины не зависят от массы тел, а определяются лишь свойством материала[3], что облегчает составление таблиц. Если известна молярная или удельная теплоемкости процесса, элементарное количество теплоты можно подсчитать по формулам:

, или . (2.5)