Wärmekapazität

Die spezifische Wärmekapazität gibt an, wie viel Energie nötig ist, um ein Kilogramm eines Stoffes um ein Grad Celsius (in diesem Fall entspricht dies einem Kelvin) zu erwärmen. Dies muss in einem Temperaturbereich geschehen, in dem der Stoff nicht den Aggregatzustand ändert, also beispielsweise Wasser nicht verdampft oder gefriert.

Geben Sie bei c, Q, m und ΔT drei Werte ein, der vierte wird berechnet. Für c können Sie einen bestimmten Stoff auswählen (die Werte sind ungefähre Richtwerte). Statt ΔT können Sie auch Anfangs- und Endtemperatur eingeben und mit OK in ΔT übertragen. Geben Sie Zeit oder Leistung an, um zu erfahren, wie lange Sie mit wieviel Watt für die Erwärmung brauchen.
Ein Beispiel: um eine Tasse Tee (Wärmekapazität quasi die von Wasser, m = 0,2 kg) von Raumtemperatur (20°C) auf 95°C zu erwärmen (ΔT = 75), brauchen Sie mit einem 500 Watt-Mikrowellenherd theoretisch 125,4 Sekunden. Praktisch dauert es etwas länger, da der Wirkungsgrad nie 100% ist.

Die spezifische Wärmekapazität beschreibt die Fähigkeit eines Stoffes, thermische Energie, also Wärme zu speichern. Je höher der Wert ist, desto mehr Wärme kann von einer bestimmten Menge dieses Stoffes aufgenommen und wieder abgegeben werden. Eine der höchsten Wärmekapazitäten hat flüssiges Wasser, nur noch übertroffen von den Gasen Wasserstoff und Helium. Daher sind Gewässer so gute Wärmespeicher, die sich erst lange nach der Temperatur ihrer Umgebung abkühlen beziehungsweise erwärmen. Dies sorgt dafür, dass am Meer und nicht weit davon entfernt gelegene Regionen ausgeglichenere Temperaturen über den Verlauf eines Jahres hinweg haben. Wogegen weit vom Meer und vom Äquator entfernte Regionen ein sogenanntes Kontinentalklima aufweisen, mit oft heißen Sommern und sehr kalten Wintern.
Metalle haben zumeist eine sehr niedrige spezifische Wärmekapazität, die niedrigste haben Blei und Gold. Diese werden also sehr schnell heiß und kühlen sehr schnell wieder ab.