| home |
discl. / ©, lid NVJ |
 |
|
 |
 |
De warmtecapaciteit
C geeft de hoeveelheid energie aan om een materiaal 1 graad in temperatuur te
laten stijgen; de eenheid is daarmee Joule/Kelvin.
In formule is de warmte die toegevoerd moet worden om het materiaal DT
in temperatuur te laten stijgen: Q = C * DT
[Joule].
De soortelijke warmtecapaciteit 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 warmtecapaciteit wordt ook wel soortelijke warmte,
massawarmte of specifieke warmte genoemd. De eenheid is Joule/kg.Kelvin.
In formule is de warmte die toegevoerd moet worden: Q = c * m * DT
[J/kgK] (want C = m * c).
De soortelijke warmtecapaciteit (massa * 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 c gunstiger uit dan bijvoorbeeld beton. Dat is de
reden dat een grote (geïsoleerde) ton water als warmteopslag kan
dienen.
Voorbeeld:
De soortelijke warmtecapaciteit 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).
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
omdat 1 m3 1000 kg is; ofwel 4,2 MJ/m3K).
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.
Een aantal cijfers (zelfde tabel als bij warmteaccumulatie):
| *) | ||||
| materiaal | soortel. dicht- heid ρ (kg/m3) |
soortel. warmte c (kJ/kgK) |
warmte- capaciteit C (kJ/m3K) |
warmte- gelei- dings- coëff. λ (W/mK) |
| aluminium | 2800 | 0,88 | 2460 | 237 |
| baksteen | 1750 | 0,84 | 1470 | 0,58-1,00 |
| beton (gew.) | 2400 | 0,92 | 2210 | 2,00 |
| beton (grind-) | 2400 | 0,84 | 2020 | 1,3-1,9 |
| beton (cellen) | 600 | 0,84 | 504 | 0,22 |
| chamotte | 1700 | 0,84 | 1430 | 1,1-1,3 |
| gietijzer | 7500 | 0,5 | 3750 | 50 |
| glas | 2500 | 0,84 | 2100 | 0,8-0,9 |
| hout | 550 | 1,88 | 1030 | ca. 0,2 |
| kalk- zandsteen |
1750- 2200 |
0,84-1,0 | 1600- 1900 |
1,0 |
| leem (steen) |
1650- 1800 |
1,0 | 1650- 1800 |
0,91 |
| lucht (droog) | 1,29 | 1,00 | 1,29 | 0,024 |
| naaldhout | 550 | 1,88 | 1030 | 0,14 |
| paraffine | 900 | 2,3 | 2070 | 0,25 |
| 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 | 1000 | 4,187 (ijs: 2,060) |
4190 | 0,60 |
| waterdamp | 0,6 | 2 | 1,2 | 0,016 |
*) warmtecapaciteit C = soortelijke dichtheid ρ * soortelijke warmte c |
||||
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.
Eng. warmtecapaciteit is heat capacity; soortelijke warmtecapaciteit is
specific heat capacity