Rechner für die spezifische Wärmekapazität
Wie viel Energie es kostet, einen Körper zu erwärmen: Q = c·m·ΔT.
Fülle die Felder aus, dann erscheint das Ergebnis hier automatisch.
Berechne die aufgenommene oder abgegebene Wärme bei einer Temperaturänderung ohne Phasenwechsel. Es gilt Q=c·m·ΔT mit c>0 und m>0; negative Q und ΔT beschreiben Abkühlung. Im inversen Massenmodus müssen Q und ΔT dasselbe Vorzeichen haben. Dies ist Wärme in Joule und keine Geräteleistung oder Stromaufnahme.
So funktioniert es
Formel und Logik
Die Wärme ist die spezifische Wärmekapazität mal Masse mal Temperaturänderung: Q = c·m·ΔT. Eine Änderung in Kelvin und in Grad Celsius ist zahlenmäßig dieselbe.
Beispiel
Für 2 kg Wasser mit c=4186 J/(kg·K) und ΔT=50 K ergeben sich 418 600 J oder 0,1163 kWh. Abkühlung um 50 K kehrt das Vorzeichen von Q um, lässt aber den Betrag in diesem Modell gleich.
Felder und Einheiten
- Was gesucht ist — Auswahl aus der Liste
- Masse — kg
- Spezifische Wärmekapazität — J/(kg·K)
- Temperaturänderung — K
- Energie — J
So wird gerechnet
- — Wähle, was du suchst: die Energie, die Temperaturänderung oder die Masse.
- — Trage die zwei sichtbaren bekannten Größen und c ein. Das Beispiel c=4186 J/(kg·K) gilt für Wasser; wähle c passend zu Stoff, Temperatur und Prozess. Q=ΔT=0 bestimmt keine Masse.
- — Für das Abkühlen gib eine negative Änderung an: die Energie kommt mit einem Minus heraus.
Rechenweg und Grenzen
- Rechenweg
- Formel und Logik
- Datenquelle oder Norm
- OpenStax: Wärmekapazität ohne Phasenwechsel
- Einschränkung
- Konstante eingegebene Wärmekapazität innerhalb einer Phase bei den angegebenen Bedingungen. Phasenwechsel, Erwärmung des Behälters, Wärmeverluste und Wirkungsgrad der Energiequelle sind nicht enthalten.
FAQ
Wie unterscheidet sich das von der Wärmeleitung durch eine Schicht?
Jene liefert den Wärmestrom durch ein Bauteil in Watt, getrieben von Leitfähigkeit und Dicke. Dies liefert die Wärme zum Erwärmen eines Stoffes in Joule, getrieben von Masse und Wärmekapazität.
Sind Schmelzen und Sieden enthalten?
Nein. Schmelzen oder Sieden benötigt zusätzliche latente Wärme bei passendem Druck und passender Temperatur. Ein Vorgang mit Temperatur- und Phasenänderung muss in Abschnitte zerlegt werden.
Kelvin oder Celsius?
Für eine ÄNDERUNG der Temperatur spielt es keine Rolle: die Skalen unterscheiden sich nur im Anfangspunkt, und die Größe eines Grades ist dieselbe.
Warum kann die Energie negativ sein?
Weil der Körper abkühlt und Wärme abgibt, statt sie aufzunehmen. Das Vorzeichen zeigt die Richtung und keinen Fehler.