6.4
Inwendige energie wordt bepaald door de wisselwerking tussen warmte en arbeid. Maar hoe wordt warmte gemeten? Elke stof bezit thermische energie.
Wanneer een systeem een temperatuurverschil ervaart met zijn omgeving, stroomt thermische energie van de materie met hogere temperatuur naar de materie met lagere temperatuur. Deze thermische energieoverdracht wordt ook wel warmteoverdracht genoemd en wordt gemeten in Joules. Temperatuur daarentegen beschrijft een eigenschap van thermische energie en wordt gemeten in Celsius of kelvin.
De temperatuur is dus stofonafhankelijk, in tegenstelling tot warmte, die afhangt van het aantal en type moleculen in een systeem. Warmte kan worden gemeten met een techniek genaamd calorimetrie, die gebruik maakt van de relatie tussen de warmte en een verandering in temperatuur van een systeem. Wanneer een stuk ijzer van 114 graden Celsius in water op kamertemperatuur wordt geplaatst, stroomt er warmte van het ijzer naar het water totdat ze dezelfde temperatuur hebben.
Als er eenmaal geen netto warmtestroom is, zijn ze in thermisch evenwicht. In een geïsoleerd systeem krijgt het water net zoveel warmte als het ijzer verliest. Maar de eindtemperatuur ligt maar een graad boven de begintemperatuur van het water, terwijl het ijzer 93 graden Celsius is afgekoeld.
De hoeveelheid overgedragen warmte is evenredig met de temperatuurverandering delta T.De proportionaliteitsconstante C of de warmtecapaciteit"is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van een systeem met één kelvin of één graad Celsius te verhogen. De warmtecapaciteit is afhankelijk van het type stof:een systeem met een grote warmtecapaciteit zoals water heeft meer warmte nodig om de temperatuur te verhogen dan een systeem met een kleinere warmtecapaciteit, zoals ijzer. De warmtecapaciteit is ook afhankelijk van de massa van de stof.
Specifieke warmtecapaciteit, Cs, of molaire warmtecapaciteit, Cm, beschrijft de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 gram of 1 mol van een stof met 1 graad Celsius te verhogen. De eenheid wordt dus gegeven in Joules per gram graden Celsius, of als Joules per mol graden Celsius. Dus als de specifieke warmtecapaciteiten en temperatuurverandering van een systeem bekend zijn, kan de waarde voor warmte worden berekend op basis van hun product.
Microscopisch gezien is thermische energie de kinetische energie die gepaard gaat met de willekeurige beweging van atomen en molecu…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.