Les chimistes, physiciens et autres scientifiques physiques étudient comment les différents matériaux supportent la chaleur. Par exemple; il faut plus d'énergie thermique pour élever la température de 100 grammes de glace 1 degré de 100 grammes d'eau, même si les deux sont de la même molécule, H2O. Vous pouvez calculer les effets de chauffage d'un objet quelconque, aussi longtemps que vous savez sa chaleur spécifique et sa masse. Combinés ensemble, les deux nombres donnent la capacité thermique.
Chaleur spécifique
Tous les matériaux ont une chaleur spécifique mesurable qui détermine dans quelle mesure sa température augmente lorsqu'il est exposé à une certaine quantité d'énergie thermique. Pour plus de commodité, les scientifiques mis en eau en tant que standard, ayant une chaleur spécifique d'un. Cela signifie, pour chaque calorie d'énergie thermique, la température de 1 gramme d'eau augmente d'un degré Celsius. La chaleur spécifique de la glace est deux, donc il faut 2 calories pour élever 1 gramme de glace 1 degré Celsius. La capacité thermique d'une substance combine sa chaleur spécifique avec la quantité de la substance.
Capacité thermique
La capacité calorifique d'un objet est la chaleur spécifique de la substance fois sa masse. Il faut plus d'énergie pour chauffer un seau d'eau d'une tasse. Les deux objets sont l'eau, mais on a plus de masse que l'autre. Vous pouvez avoir deux objets avec la même capacité thermique, bien que des substances différentes, si l'objet avec la chaleur spécifique plus petite a une masse suffisante pour compenser la différence. Le concept de la capacité calorifique est utile pour le refroidissement et le chauffage; un objet chaud avec une capacité thermique élevée se refroidit plus lentement qu'un autre objet de la même température avec une faible capacité thermique. L'objet de plus grande capacité thermique détient plus d'énergie thermique.
Changement de phase
En tant que substance subit un changement de phase, tel que la fusion ou l'ébullition, sa chaleur spécifique et, par conséquent, sa capacité calorifique, les changements. Comme l'eau chauffe, sa chaleur spécifique reste relativement constant jusqu'au point d'ébullition. Mais, à ce moment-là, l'énergie thermique ne soulève pas la température de l'eau plus; la plus haute température de l'eau est à son point d'ébullition. Au lieu de cela, l'énergie va dans transformer l'eau en vapeur. À ce stade, il faut 500 fois plus d'énergie pour terminer le changement de phase.
Intrinsic vs Propriétés extrinsèques
Les substances ont de nombreuses propriétés telles que la chaleur spécifique, la densité, la masse et la couleur. Une propriété qui est inhérente à la substance, et qui ne change pas si le montant change, est appelé une propriété intrinsèque. La couleur du carbone, par exemple, ne change pas si vous avez quelques grammes ou une tonne de celui-ci. Sa masse, cependant, dépend de la quantité, de sorte que la masse est une propriété extrinsèque. La chaleur spécifique est une propriété intrinsèque, car il ne dépend que du type de substance et non pas son montant. La capacité thermique dépend de la quantité, de sorte qu'il est une propriété extrinsèque.