Bdtyk

Теплоёмкость
C=δQdT{displaystyle C={frac {delta Q}{mathrm {d} T}}}
Размерность	L2MT −2Θ−1
Единицы измерения
СИ	Дж/К
СГС	эрг/К
Примечания
Скалярная величина

Теплоёмкость — ко­ли­че­ст­во те­п­ло­ты, по­гло­щае­мой (вы­де­ляе­мой) те­лом в про­цес­се на­гре­ва­ния (ос­ты­ва­ния) на 1 кельвин. Более точно, теплоёмкость — физическая величина, определяемая как отношение количества теплоты δQ{displaystyle delta Q}, поглощаемой/выделяемой термодинамической системой при бесконечно малом изменении её температуры T{displaystyle T}, к величине этого изменения dT{displaystyle mathrm {d} T}^{[1][2][3][4][5]}:

C=δQdT.{displaystyle C={delta Q over mathrm {d} T}.}

Малое количество теплоты обозначнётся δQ{displaystyle delta Q} (а не dQ{displaystyle mathrm {d} Q}), чтобы подчеркнуть, что это не дифференциал параметра состояния (в отличие, например, от dT{displaystyle mathrm {d} T}), а функция процесса. Поэтому и теплоёмкость — это характеристика процесса перехода между двумя состояниями термодинамической системы^[6], которая зависит и от пути процесса (например, от проведения его при постоянном объёме или постоянном давлении)^[7][8], и от способа нагревания/охлаждения (квазистатического или нестатического)^[7][9]. Неоднозначность в определении теплоёмкости^[10] на практике устранят тем, что выбирают и фиксируют путь квазистатического процесса (обычно оговаривается, что процесс происходит при постоянном давлении, равным атмосферному). При однозначном выборе процесса теплоёмкость становится параметром состояния^[11][12] и теплофизическим свойством вещества, образующего термодинамическую систему^[13].

Удельная, молярная и объёмная теплоёмкости |

Очевидно, что чем больше масса тела, тем больше требуется теплоты для его нагревания, и теплоёмкость тела пропорциональна количеству вещества, содержащегося в нём. Количество вещества может характеризоваться массой или количеством молей. Поэтому удобно пользоваться понятиями удельной теплоёмкости (теплоёмкости единицы массы тела):

c=Cm{displaystyle c={C over m}}

и молярной теплоёмкости (теплоёмкости одного моля вещества):

Cμ=Cν,{displaystyle C_{mu }={C over nu },}

где ν=mμ{displaystyle nu ={m over mu }} — количество вещества в теле; m{displaystyle m} — масса тела; μ{displaystyle mu } — молярная масса. Молярная и удельная теплоёмкости связаны соотношением Cμ=cμ{displaystyle C_{mu }=cmu }^[14][15].

Объёмная теплоёмкость (теплоёмкость единицы объёма тела):

C′=CV.{displaystyle C'={C over V}.}

Теплоёмкость для различных процессов и состояний вещества |

Понятие теплоёмкости определено как для веществ в различных агрегатных состояниях (твёрдых тел, жидкостей, газов), так и для ансамблей частиц и квазичастиц (в физике металлов, например, говорят о теплоёмкости электронного газа).

Теплоёмкость идеального газа |

Теплоёмкость системы невзаимодействующих частиц (например, идеального газа) определяется числом степеней свободы частиц.

Молярная теплоёмкость при постоянном объёме:

CV=dUdT=i2R,{displaystyle C_{V}={dU over dT}={frac {i}{2}}R,}

где R{displaystyle R} ≈ 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная, i{displaystyle i} — число степеней свободы молекулы^[14][15].

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении связана с CV{displaystyle C_{V}} соотношением Майера:

CP=CV+R=i+22R.{displaystyle C_{P}=C_{V}+R={{i+2} over 2}R.}

Теплоёмкость кристаллов |

Сравнение моделей Дебая и Эйнштейна для теплоёмкости твёрдого тела

Существует несколько теорий теплоёмкости твердого тела:

• 
  Закон Дюлонга — Пти и закон Джоуля — Коппа. Оба закона выведены из классических представлений и с определенной точностью справедливы лишь для нормальных температур (примерно от 15 °C до 100 °C).


• 
  Квантовая теория теплоёмкостей Эйнштейна. Первое применение квантовых законов к описанию теплоёмкости.


• 
  Квантовая теория теплоёмкостей Дебая. Содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом.

Примечания |

Литература |

	теплоёмкость в Викисловаре
	Теплоёмкость на Викискладе

• Артемов А. В. Физическая химия. — М.: Академия, 2013. — 288 с. — (Бакалавриат). — ISBN 978-5-7695-9550-9.


• Базаров И. П. Термодинамика. — 5-е изд. — СПб.—М.—Краснодар: Лань, 2010. — 384 с. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-1003-3.


• Белов Г. В. Термодинамика. Часть 1. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Юрайт, 2017. — 265 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-02731-0.


• Беляев Н. М. Термодинамика. — Киев: Вища школа, 1987. — 344 с.


• Борщевский А. Я. Физическая химия. Том 1 online. Общая и химическая термодинамика. — М.: Инфра-М, 2017. — 868 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — ISBN 978-5-16-104227-4.


• Булидорова Г. В., Галяметдинов Ю. Г., Ярошевская Х. М., Барабанов В. П. Физическая химия. Книга 1. Основы химической термодинамики. Фазовые равновесия. — М.: КДУ; Университетская книга, 2016. — 516 с. — ISBN 978-5-91304-600-0.


• Ипполитов Е. Г., Артемов А. В., Батраков В.В. Физическая химия / Под ред. Е. Г. Ипполитова. — М.: Академия, 2005. — 448 с. — (Высшее профессиональное образование). — ISBN 978-5-7695-1456-6.


• Кубо Р. Термодинамика. — М.: Мир, 1970. — 304 с.


• Лифшиц Е. М. Теплоёмкость // Физическая энциклопедия / Ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Советская Энциклопедия, 1992. — Т. 5. — С. 77–78.


• Лифшиц Е. М. Теплоёмкость // Большая советская энциклопедия / Ред. А. М. Прохоров. — 3-е издание. — М.: Большая Советская Энциклопедия, 1976. — Т. 25. — С. 451.


• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 5-е, исправленное. — М.: Физматлит, 2006. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 544 с. — ISBN 5-9221-0601-5.


• Теплоемкость // Большая российская энциклопедия. — М.: Большая российская энциклопедия, 2016. — Т. 32. — С. 54.