Měrná tepelná kapacita

Jednotky měrné tepelné kapacity

Měrná tepelná kapacita (značka c) vyjadřuje množství tepla potřebné k ohřevu jednotky hmotnosti látky o jednotku teploty. V soustavě SI se udává v J·kg−1·K−1.

Vzorec pro výpočet tepla:

Q = m · c · ΔT

Q
teplo [J]
m
hmotnost [kg]
c
měrná tepelná kapacita [J/(kg·K)]
ΔT
změna teploty [K]

Voda má měrnou tepelnou kapacitu přibližně 4 186 J/(kg·K) – ze všech běžných látek nejvyšší, proto je výborným teplonosným médiem.

Převodní tabulka měrné tepelné kapacity

Převodní tabulky veličiny měrná tepelná kapacita
JednotkaZkratkaKoeficientPoznámka
joule na kilogram a kelvin J·kg-1·K-1 1 Základní jednotka SI
kilojoule na kilogram a kelvin kJ·kg-1·K-1 1 000  
joule na gram a kelvin J·g-1·K-1 1 000  
kilokalorie na kilogram a kelvin kcal·kg-1·K-1 4 186,8  
kalorie na gram a kelvin cal·g-1·K-1 4 186,8  
kilowatthodina na kilogram a kelvin kWh·kg-1·K-1 3 600 000  
watthodina na kilogram a kelvin Wh·kg-1·K-1 3 600  
  J·kmol-1·K-1 1/M M = molární hmotnost [kg/kmol]
  kJ·kmol-1·K-1 1 000/M M = molární hmotnost [kg/kmol]
  kJ·N m-3·K-1 22 414/M  
  kcal·kmol-1·K-1 4 186,8/M  
  kcal·N-1·m-3·K-1 9 384,3/M  
  cal·N-1·dm-3·K-1 9 384,3/M  
BTU na libru a stupeň Fahrenheita BTU·lb-1·°F-1 4 186,80  
  BTU·lb-1·mol-1·°F-1 4 186,80/M  

Zdroj: Energetik. Upraveno.

Koeficient
Udává, kolikrát je daná jednotka větší nebo menší než základní jednotka uvedená v tabulce. Například 1 000 u jednotky J·g-1·K-1 znamená, že 1 J·g-1·K-1 = 1 000 J·kg-1·K-1. U jednotek s M závisí převod na molární hmotnosti dané látky.

Podrobná nápověda – další informace jak převádět jednotky pomocí tabulky převodních koeficientů.

V praxi

Orientační hodnoty měrné tepelné kapacity běžných látek při pokojové teplotě:

Příklad výpočtu: ohřev 3 kg vody o 20 °C: Q = 3 × 4 186 × 20 = 251 160 J ≈ 251 kJ ≈ 0,070 kWh.

Časté otázky

Jaká je jednotka měrné tepelné kapacity?
Jednotkou v soustavě SI je joule na kilogram a kelvin: J/(kg·K). V praxi se také používá kJ/(kg·K) a starší kcal/(kg·K): 1 kcal/(kg·K) = 4 186,8 J/(kg·K).
Jaká je měrná tepelná kapacita vody?
Měrná tepelná kapacita vody je přibližně 4 186 J/(kg·K) = 4,186 kJ/(kg·K) = 1 kcal/(kg·K). Voda má ze všech běžných látek nejvyšší měrnou tepelnou kapacitu – proto je výborným teplonosným médiem v topení i v přírodě.
Jaký je vzorec pro výpočet tepla pomocí měrné tepelné kapacity?
Q = m · c · ΔT, kde Q je teplo [J], m je hmotnost [kg], c je měrná tepelná kapacita [J/(kg·K)] a ΔT je změna teploty [K nebo °C]. Příklad: ohřev 2 kg vody o 10 °C: Q = 2 × 4 186 × 10 = 83 720 J ≈ 83,7 kJ.
Jaká je měrná tepelná kapacita železa?
Měrná tepelná kapacita železa (Fe) je přibližně 452 J/(kg·K) = 0,452 kJ/(kg·K). Pro srovnání: hliník má přibližně 897 J/(kg·K), měď přibližně 385 J/(kg·K).
Jaký je rozdíl mezi měrnou tepelnou kapacitou a tepelnou kapacitou?
Měrná tepelná kapacita c [J/(kg·K)] je vlastnost materiálu – udává teplo na 1 kg a 1 K. Tepelná kapacita C [J/K] je vlastnost konkrétního tělesa: C = m · c. Například 5 kg vody má tepelnou kapacitu C = 5 × 4 186 = 20 930 J/K.
Jak převést kcal/(kg·K) na kJ/(kg·K)?
1 kcal/(kg·K) = 4,1868 kJ/(kg·K). Obráceně: 1 kJ/(kg·K) = 0,2388 kcal/(kg·K).

Související