Soortelijke warmte

Wanneer men aan een stof warmte toevoert, zal de temperatuur van deze stof stijgen mits deze zich niet in een fase overgang bevindt.
De hoeveelheid warmte die nodig is voor een bepaalde stijging in temperatuur is evenredig met de massa en de temperatuurstijging van deze stof.

Met andere woorden:

De soortelijke warmte (c) van een stof is de door stof opgenomen of afgestane hoeveelheid warmte per massa-eenheid per graag temperatuurstijging of daling.

De eenheid voor soortelijke warmte (c) is J/(kg K)

Bij vaste- en vloeistoffen wordt de soortelijke warmte bijna niet beïnvloed door de aard van de toestandsverandering, echter bij gassen is deze invloed duidelijk wel aanwezig.
Zo kost het bijvoorbeeld veel meer warmte om een gas op te warmen bij een constante druk dan bij een constant volume.

Hier kennen we voor gassen de volgende soortelijke warmte:

• toestandsverandering bij constante druk c_p;
• toestandsverandering bij constant volume c_v;

De verhouding voor gassen is dan:

k = c_p / c_v

Voorbeeld:

Stel men wil 10 kg lucht opwarmen van 10°C tot 30°C.
Voor lucht geldt:

- c_v lucht = 710 J/(kg K)
- k          = 1,4

Hiermee kan nu worden berekend de benodigde warmte indien het volume constant blijft en wanneer de druk constant blijft:

1)  Q = m * c_v * (T2-T1)  =  10 * 710 * (30-10) = 142000 J = 142 kJ

2)  Q = m * c_p * (T2-T1)  =  10 * 994 * (30-10) = 198800 J =198,8 kJ

     c_p = k * c_v = 1,4* 710 = 994.

Hieruit blijkt dus dat het meer warmte kost om een gas op te warmen bij constante druk ten opzichte van constant volume.