Den specifikke varmekapacitet (s.46-49)
Den specifikke varmekapacitet, eller varmefylde, er den mængde energi, der skal til, for at varme et kg af et stof, én grad Celcius (eller Kelvin).
Den specifikke varmekapacitet for vand er:
4182Jkg∙K
Formlen for, hvor meget energi der skal bruges til at opvarme vand er:
E=m∙c∙ΔT
m er masse i kg c er den specifikke varmekapacitet i Jkg∙K
ΔT=(Tslut-Tstart) er temperaturforskel i Kelvin eller grader Celcius.
Så for at regne ud, hvor meget energi der skal til for at opvarme 250 mL vand fra 250C til 1000C:
E=0,25 kg∙4.182Jkg∙K∙1000C-250C=78.412,5 J=78,41 kJ
Varmekapaciteten (for et system)
Varmekapaciteten gælder for hele systemet, f.eks. vand og kedel, eller for 2 liter vand.
Hvis vi har 2 liter vand, så er varmekapaciteten (enhed JK) den mængde energi der skal til, for at opvarme 2 kg vand én grad:
E=m∙c∙ΔT=2 kg∙4.182Jkg∙K∙1 K=8.364 J eller Varmekapaciteten C=m∙c=2 kg∙4.182Jkg∙K=8.364JK
Hvis vandet er i en gryde, og vi vil gerne have varmekapaciteten af systemet, bliver det:
Cvand+gryde=mvand∙cvand+mgryde∙cgryden
Cvand+gryde=Cvand+Cgryde
Gryden kan f.eks. være lavet af aluminium.
Varmefylde for forskellige stoffer (tabel s. 48). Stof | Jkg∙K | Vand | 4.180 | Sprit | 2.430 | Messing | 390 | Bly | 130 | Jern | 452 | Nikkel | 444 | Aluminium | 896 | Pyrexglas | 780 | Beton | 840 | Granit | 800 |

Temperatur i Kelvin
0 K=-2730C Det absolutte nulpunkt.
TK=t(0C)+273 og t(0C)=TK-273
200C svarer til 200C+273=293 K
300 K svarer til 300 K-273=270C
s. 49 Øvelse 2.4 og 2.5
s. 99 Opgave 46, 50

Ekstra opgave:
En elkedel med 750 mL vand og en effekt på 1500 W er 200 sekunder om at opvarme vandet fra 250C til 1000C.
Beregn:
a. Den totale tilførte elektriske energi for at opvarme vandet til kogepunktet.
b. Hvor meget varme vandet har modtaget.
c. Hvor meget energi der er gået til spilde (opvarmning af elkedel og omgivelserne).
d. Nyttevirkningen angiver, hvor mange procent af den totale energi der er anvendt til at opvarme vandet. η=EnyttigEtotal⋅100% Beregn nyttevirkningen af elkedlen.

Eksperiment
Formål: I dette eksperiment bestemmer vi varmekapaciteten og den specifikke varmekapacitet for vand.
Udstyr: Energimåler, Logger Pro, Temperatursensor, elkedel. * Vej en mængde vand (ca. ½ liter - notér massen = 501,7g) og hæld det i elkedlen. * Tilslut elkedlen til Energimåler (pas på, at elkedlen ikke er tændt) * Anbring temperatursensor i elkedlen (den må ikke røre varmelegemet). * Start måling i Logger Pro (energi og temperatur) - rør gerne rundt med jævne mellemrum * Når vandet er 600C stoppes målingen
Nu får vi en graf, der afbilder tilført energi som funktion af temperaturen:

Opgave 1.
Forklar forskellen mellem varmekapacitet og den specifikke varmekapacitet (eller varmefylde).
Opgave 2.
Vi markerer den del af kurven der er lineær og bestemmer hældningskoefficienten. Denne er 2182 J/0 C (se grafen). Da ΔE=C∙ΔT er hældningskoefficienten lige med varmekapaciteten. Forklar det.
Opgave 3.
Vandets varmefylde eller den specifikke varmekapacitet kan nu findes ved at beregne c=Cm hvor m er massen af vandet. Bestem den målte specifikke varmekapacitet for vand.
Opgave 4.
Bestem afvigelsen i forhold til tabelværdien. Hvilke fejlkilder er der?