Hallo,
in der theoretischen Thermodynamik und Statistik kommt immer wieder
die sogenannte spezifische Wärmekapazität vor. Formal ist mir dies-
bezüglich weitestgehend alles klar, aber wieso ist sie denn so wichtig?
Grüße.
Moin,
in der theoretischen Thermodynamik und Statistik kommt immer
wieder
die sogenannte spezifische Wärmekapazität vor. Formal ist mir
dies-
bezüglich weitestgehend alles klar, aber wieso ist sie denn so
wichtig?
kannst Du die Frage irgendwie praezisieren? Man koennte genau so gut fragen, wieso Laenge oder Temperatur oder $beliebige_andere_groesse wichtig ist…
Gruss
Paul
Hallo,
in der theoretischen Thermodynamik und Statistik kommt immer
wieder
die sogenannte spezifische Wärmekapazität vor. Formal ist mir
dies-
bezüglich weitestgehend alles klar, aber wieso ist sie denn so
wichtig?
wichtig ist die spezifische Wärmekapazität für den, der sich mit theoretischer Thermodynamik beschäftigt.
Für die Definition des Begriffs „Thermodynamik“ kann man z.B. bei Wiki nachschlagen:
„Die Thermodynamik (von altgriechisch θερμός thermós „warm“ sowie δύναμις dýnamis „Kraft“),[1] auch als Wärmelehre bezeichnet, …“
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik
Die Thermodynamik hat also etwas mit Wärme zu tun und als
spezif. Wärmekapazität CV (= bei konstantem Volumen V) definiert man in der Thermodynamik (normalerweise pro Gramm eines Stoffes bezogen):
CV = (δU/δT)V
mit:
U = die Innere Energie eines Stoffes [J]
T = die absolute Temperatur [K]
Wenn man sich mit theoretischer Thermodynamik beschäftigt stellt man fest, daß die spezif. Wärme temperaturabhängig ist, und daß sie bei sämtlichen festen Stoffe in der Grenze tiefster Temperaturen verschwindet.
Wichtig ist dies z.B. bei der theoretischen Berechnung chemischer Gleichgewichte nach dem Wärmetheorem von Nernst und wichtig ist es auch, daß molekulartheoretisch diese ganz allgemeine Erscheinung ihre Deutung durch die Quantentheorie findet.
Der Zusammenhang mit der Statistik kommt dadurch zustande, daß: „Wärmeenergie
(δU = CV * δT) durch statistische Bewegungen, Rotationen bzw. Schwingungen der Teilchen eines Stoffes entsteht“ (angelehnt an: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/video/thermodynam…).
So wie die Schönheit im Auge des Betrachters liegt, liegt sicher auch die Wichtigkeit der spezifischen Wärmekapazität im Auge einer sich mit theoretischer Thermodynamik beschäftigenden Person.
Gruß
watergolf
Danke für Deine Ausführungen. Mir ist aber die zentrale Rolle der
spezifischen Wärmekapazität aber immer noch nicht ganz klar: was
kann ich mir denn ‚anschaulich‘ unter ihr vorstellen? Unter der la-
tenten (verborgenen) Wärme kann man sich z. B. vorstellen, dass
diese nicht zur Temperaturerhöhung, aber zur Phasenumwandlung bei-
trägt. Genauso kann man sich naiv etwas unter der Temperatur, dem
Druck, dem Volumen, der Teilchenzahl, usw. vorstellen. Das sind
alles Zustandsgrößen, die man ‚erfühlen‘ kann. Aber was genau die
spezifische Wärme letztendlich so wichtig und zentral macht, ist
mir immer noch nicht klar. Definitionsgemäß ist sie ja
c_x = \left(\frac{\delta Q}{\delta T} \right)_x = \left(\frac{\partial E}{\partial T} \right)_x = T\left( \frac{\partial S}{\partial T} \right)_x
und damit offensichtlich temperaturabhängig. Könnte man sich z. B.
vorstellen, dass die spezifische Wärme etwas widergibt wie: „Wie
ändert sich die Energie unter Temperaturänderung?“ ganz naiv gesagt …
Guten Tag,
definitionsgemäß gilt: Die spez. Wärme ist die Wärmeenergie T dS, welche dem betrachteten System zugeführt werden muss, um seine Temperatur um den Betrag dT zu erhöhen.
Insofern darf man festhalten, dass die spez. Wärme als Fähigkeit einer Substanz Energie aufzunehmen, aufgefasst werden kann.
Interessant an ihr ist, dass sie eben keine Zustandsgröße, sondern eine messbare Materialgröße ist. Damit kann man dann z.B. Aussagen wie „Ein starker Anstieg der Wärmekapazität als Funktion der Temperatur deutet das Einsetzen eines Phasenübergangs an“.
Danke für Deine Ausführungen. Sie ist keine Zustandsgröße, richtig.
Was mir gerade auch noch aufgefallen ist, ist, dass für ein ideales Gas
E = \frac{3}{2} N K_B T = C_V T
ist. D.h. doch eigentlich, dass sie in diesem Fall eine Proportionalitäts-
konstante des linearen Zusammenhanges zwischen E und T darstellt, oder?