home

discl. / ©, lid NVJ

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z


warmtecapaciteit, soortelijke warmte, soortelijke warmtecapaciteit, massawarmte

 

warmtecapaciteit C, soortelijke warmte c, massawarmte

De warmtecapaciteit C (hoofdletter C) geeft de hoeveelheid energie aan om een voorwerp of materiaal 1 graad in temperatuur te laten stijgen; de eenheid is daarmee Joule per Kelvin.

In formule is de warmtecapaciteit C = ΔQ / ΔT [Joule/K].
De hoeveelheid warmte die toegevoerd moet worden om het materiaal ΔT in temperatuur te laten stijgen is dan: Q = C * ΔT [Joule].

Bij de definitie van warmtecapaciteit is de massa zelf, het aantal kg, niet belangrijk. Vaak willen we echter juist weten hoeveel energie nodig is om 1 kg van een materiaal 1 graad in temperatuur te laten stijgen. Dit heet de soortelijke warmte.

De soortelijke warmte c (kleine letter c) duidt de hoeveelheid energie aan die nodig is om 1 kg van een materiaal 1 graad in temperatuur te laten stijgen. De soortelijke warmte wordt ook wel massawarmte of specifieke warmte genoemd. De eenheid van de soortelijke warmte is daarmee Joule per kg per Kelvin (want c = C / m).

In formule is de soortelijke warmte c = ΔQ / (m * ΔT) en de eenheid is [J/kgK]. 
In formule is de warmte die toegevoerd moet worden Q = c * m * ΔT [Joule].

De soortelijke warmte c van materialen verschilt nogal: water 4187, ijs 2200, beton 840-920, staal 500, polyesterplaat 1470, kurk 1760 en hout 1880 J/kgK. Water komt er door de hoge soortelijke warmte gunstiger uit dan bijvoorbeeld beton. Dat is de reden dat een grote (geïsoleerde!) ton water als warmteopslag kan dienen.

Voorbeeld: 
De soortelijke warmte van water is 4187 J/kgK. Om een boiler voor de badkamer met een inhoud van 50 liter water 40 graden K (of Celsius) in temperatuur te laten stijgen is dus nodig:
Q = 4187 J/kgK * 50 kg * 40 K = 8.374.000 J ofwel ca. 8,5 MJ (afgezien van de opwarming van de omgeving, de ommanteling van de boiler e.d., waardoor warmte verloren gaat).

Bij de soortelijke warmte van gassen onderscheiden we:
- soortelijke warmte bij constante druk (cp)
- soortelijke warmte bij constant volume (cv).

Of een grote warmtecapaciteit werkelijk gunstig is, hangt van de situatie af. Wanneer vloeren en muren met een grote warmtecapaciteit (groot warmte accumulerend vermogen) overdag sterk verwarmd moeten worden, kan het opwarmen van de gehele ruimte vrij lang duren. Tijdens de onverwarmde nachturen wordt de warmte weer uitgestraald. Wel is het 's morgens dan nog warm en hoeft er waarschijnlijk niet meer zo veel opgewarmd te worden. Meestal zal een grote warmtecapaciteit gunstig zijn.
Voorbeelden van warmtecapaciteiten e.d. zie iets meer over warmtegeleiding.

Ook kan de warmtecapaciteit per volume-eenheid worden gebruikt, de volumieke warmtecapaciteit of volumetrische warmtecapaciteit, de eenheid is J/m3K (water heeft een volumieke warmtecapaciteit van 4187 kJ/m3K; het getal is identiek aan de soortelijke warmte omdat 1 m3 1000 kg is; ofwel 4,2 MJ/m3K).

Een aantal cijfers (zelfde tabel als bij warmteaccumulatie):

   
materiaal soortel.
dicht-
heid

ρ

[kg/m3]
soortel.
warmte
c


[kJ/kgK]
volum.
warmte-
capaciteit

*)
[kJ/m3K]
warmte-
gelei-
dings-
coëff.
λ
[W/mK]
aluminium 2800 0,88 2464 237
baksteen 1750 0,84 1470 0,58-1,00
basalt 2700-
3200
0,84-
0,92
2268-
2944
3,5
beton (gew.) 2400 0,92 2208 2,00
beton (grind-) 2400 0,84 2016 1,3-1,9
beton (cellen) 600 0,84 504 0,22
         
chamotte 1700 0,84 1428 1,1-1,3
gietijzer 7500 0,5 3750 50
glas 2500 0,84 2100 0,8-0,9
graniet 2000-
3000
0,82 1640-
2460
3,5
hardboard 1000 1,68 1680 0,17 
hout 550 1,88 1034 ca. 0,2
ijs (verg.
water)
917 2,2 2017 2,1
         
kalk-
zandsteen
1750-
2200
0,84-
1,0
1470-
2200
1,0
koelmiddel
MEG glycol 30%
1053 3,591 3781 0,34 
koelmiddel
MPG glycol 30%
1038  3,796 3940 0,34?
kurk (geëxpand) 100-
200
1,76 176-
352
0,041-
0,046
         
leem
(steen)
1650-
1800
1,0 1650-
1800
0,91
lucht (droog) 1,29 1,00 1,29 0,024
naaldhout 550 1,88 1034 0,14
paraffine 900 2,3 2070 0,25
polyester-
plaat
1200 1,47 1764 0,2
pur-schuim 90 1,47 130 0,04?
         
speksteen 2980 0,98 2920 6,4
staal 7800 0,48-
0,53
3740-
4130
58
water
(verg. ijs)
1000 4,18 418 0,60
waterdamp 0,6 2 1,2 0,016
zachtboard 250-
300
2,1 525-
630
0,08

*) volumieke warmtecapaciteit  = 
soortelijke dichtheid ρ * soortelijke warmte c
(het resultaat is waarschijnlijk soms iets te nauwkeurig, uitgaande van de significantie van de brongegevens)


Ook de term specifieke warmtecapaciteit wordt gebruikt. Water heeft een specifieke warmtecapaciteit van 1,163 Wh/kg,K (Watt uur per kg per Kelvin). 
De relatie tussen warmtecapaciteit C en specifieke warmtecapaciteit kan als volgt uitgelegd worden:
specifieke warmtecapaciteit van water is 1,163 Wh / (kg, K)
1W = 1 J/s, dus 1 Wh = 3600 J
1,163 Wh / (kg, K) is dan 3600*1,163 J / (kg, K) ofwel 4186,8 J / (kg, K)
omdat 1 m3 water = 1000 kg wordt dit 4186800 J / (kg, K) ofwel 4,2 MJ / (m3, K).

De term capaciteit (geschiktheid, bekwaamheid; laadvermogen, kracht) is via het Franse capacité ontleend aan het Latijnse capacitas (ruimte, vatbaarheid, geschiktheid), tweede naamval capacitatis, een afleiding van het bijvoeglijk naamwoord capax (veel kunnende bevatten, ruim, omvangrijk), ook in oneigenlijk gebruik: "ontvankelijk voor iets", een afleiding van het werkwoord capere (pakken, nemen). Bron Etymologiebank.

Afbeelding Vinckier.

Zie eventueel calorische waarde (verbrandingswarmte, energie-inhoud).

Eng. warmtecapaciteit is heat capacity; soortelijke warmtecapaciteit is specific heat capacity