Hmotnostná tepelná kapacita
Špecifické teplo (s) je osobitný typ tepelnej kapacity. Merné teplo je termodynamická vlastnosť, ktorá udáva množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty jednej jednotky hmotnosti látky o jeden stupeň. Pre látky sa vyskytujú rôzne rozsahy hodnôt merného tepla v závislosti od miery, v akej absorbujú teplo. Termín tepelná kapacita môže byť zavádzajúci, pretože teplo q je termín, ktorým sa označuje prírastok alebo úbytok energie cez bariéru látky alebo systému v dôsledku zvýšenia, resp. zníženia teploty. Zmeny teploty sú v skutočnosti zmeny energie. Preto sú merné teplo a iné formy tepelnej kapacity presnejšou mierou schopnosti látky absorbovať energiu pri zvyšovaní teploty látky.
Jednotky
Jednotky sú veľmi dôležité pre vyjadrenie akejkoľvek termodynamickej vlastnosti; to isté platí aj pre merné teplo. Energia vo forme tepla sa vyjadruje v jouloch (J) alebo kilojouloch (kJ), čo sú najbežnejšie jednotky spojené s energiou. Jedna jednotka hmotnosti sa vzhľadom na merné teplo meria v gramoch alebo kilogramoch. Na jeden gram je štandardná forma používaná v tabuľkách hodnôt merného tepla, ale niekedy sa vyskytujú odkazy používajúce jeden kilogram. Jeden stupeň teploty sa meria buď na Celziovej, alebo Kelvinovej stupnici, ale zvyčajne na Celziovej. Najčastejšie sa potom pre merné teplo používajú jednotky J/(g-°C).
Faktory, ktoré určujú merné teplo
Teplota a tlak
Dva faktory, ktoré menia merné teplo materiálu, sú tlak a teplota. Špecifické teplo sa definuje pri štandardnom, konštantnom tlaku (zvyčajne atmosférickom tlaku) materiálov a zvyčajne sa uvádza pri teplote 25 °C (298,15 K). Štandardná teplota sa používa preto, lebo merné teplo závisí od teploty a môže sa meniť pri rôznych hodnotách teploty. Špecifické teplo sa označuje ako intenzívna vlastnosť (en:Intensive and extensive properties intenzívna vlastnosť.) Pokiaľ sú teplota a tlak pri štandardných referenčných hodnotách a nedochádza k fázovej zmene, hodnota špecifického tepla akéhokoľvek materiálu zostáva konštantná bez ohľadu na hmotnosť prítomného materiálu .
Energetické stupne voľnosti
Veľký vplyv na veľkosť merného tepla materiálu majú na molekulárnej úrovni energetické en:Stupne voľnosti (fyzika a chémia) stupne voľnosti, ktoré má materiál k dispozícii vo fáze (tuhej, kvapalnej alebo plynnej), v ktorej sa nachádza. Energetické stupne voľnosti sú štyroch typov: translačné, rotačné, vibračné a elektronické. Na dosiahnutie každého stupňa voľnosti je potrebné minimálne množstvo energie. Preto množstvo energie, ktoré možno v látke uskladniť, závisí od typu a počtu energetických stupňov voľnosti, ktoré sa na látke podieľajú pri danej teplote. Kvapaliny majú vo všeobecnosti viac nízkoenergetických módov a viac energetických stupňov voľnosti ako pevné látky a väčšina plynov. Tento širší rozsah možností v rámci stupňov voľnosti zvyčajne vytvára väčšie merné teplo kvapalných látok ako pevných látok alebo plynov. Tento trend možno vidieť v en:Heat capacity#Table of specific heat capacities Tabuľka merných tepelných kapacíta porovnaním kvapalnej vody s pevnou vodou (ľadom), meďou, cínom, kyslíkom a grafitom.
Použitie
Merné teplo sa používa na výpočet množstva absorbovaného tepla, keď sa do materiálu alebo látky pridá energia prostredníctvom zvýšenia teploty v definovanom rozsahu. Výpočet množstva tepla alebo energie pridanej do materiálu je relatívne jednoduchý proces, pokiaľ sú zaznamenané počiatočná a konečná teplota materiálu, je uvedená hmotnosť materiálu a je známe merné teplo. Špecifické teplo, hmotnosť materiálu a teplotná stupnica musia byť v rovnakých jednotkách, aby bolo možné presne vykonať výpočet tepla.
Rovnica pre výpočet tepla (q) je nasledovná:
Q = s × m × ΔT
V rovnici s je merné teplo v (J/g-°C). m je hmotnosť látky v gramoch. ΔT znamená zmenu teploty (°C) pozorovanú v látke. Konvencia spočíva v odčítaní počiatočnej teploty látky od konečnej teploty po zahriatí, takže ΔT je TFinal -TInitial v rovnici. Dosadením všetkých hodnôt do rovnice a vynásobením sa zrušia jednotky hmotnosti a teploty, pričom pre teplo zostanú príslušné jednotky joulov. Takéto výpočty sú užitočné v en:Calorimetry calorimetry
