Spezifische Wärmekapazität
Spezifische Wärmekapazität (Cp) – eine Messgröße der thermischen Analyse
Die spezifische Wärmekapazität gibt das Vermögen eines Stoffes an, Wärme zu speichern. Diese Stoffgröße entspricht der Wärmemenge, die benötigt wird, eine bestimmte Menge einer Substanz um ein Kelvin zu erwärmen. Sie ist für jeden Stoff charakteristisch und kann zur Identifizierung von Materialien genutzt werden.
Die Maßeinheit der spezifischen Wärmekapazität ist Kilojoule pro Kilogramm mal Kelvin [kJ/(kg*K)].
Prinzipiell wird zwischen der spezifischen Wärmekapazität bei der Temperaturänderung unter konstantem Druck (cp) und unter konstantem Volumen (cv) unterschieden.
Die Wärmezufuhr unter konstantem Druck bewirkt gleichzeitig eine Volumenvergrößerung, für die ein Teil der Energie aufgebraucht wird.
Die Unterscheidung ist praktisch nur bei der Betrachtung von Gasen und Dämpfen von Bedeutung.
Die spezifische Wärmekapazität von Feststoffen wird vor allem im Bauwesen für die Einschätzung des Verhaltens von Baumaterial genutzt.
Im Sommer halten Stoffe mit hoher Wärmekapazität die Räume lange kühl. Im Winter sorgen sie dafür, dass sich die Wärme länger in den Gebäuden hält. Das Wärmespeichervermögen ist auch die Grundlage für die Werkstoffauswahl im Ofen- und Heizungsbau.
Die Messung der spezifischen Wärmekapazität erfolgte anfangs dadurch, dass eine erhitzte Materialprobe in Wasser getaucht wurde.
Nach dem Temperaturausgleich wurde anhand des Temperaturunterschiedes zwischen Versuchsanfang und -ende die spezifische Wärme der Probe berechnet.
Da in der Formel die Wärmekapazität der Versuchsanordnung berücksichtigt werden musste, war das Verfahren etwas umständlich.
Unsere modernen Messgeräte von Linseis arbeiten auf der Basis der Dynamischen Differenz Kalorimetrie (DSC) und der Differentialthermoanalyse (DTA). Diese Verfahren liefern in kurzer Zeit hochgenaue Messergebnisse. Die Messungen können in weiten Temperaturbereichen durchgeführt werden. Dadurch lässt sich zusätzlich die Temperaturabhängigkeit der spezifischen Wärmekapazität ermitteln.
