Wärmekapazität: Wissen, was gut Wärme speichert

Die Wärmekapazität „C“ eines Gegenstandes gibt an, wie viel Wärme man ihm zuführen muss, damit seine Temperatur um eine bestimmte Gradzahl ansteigt. Für Berechnungen benötigen Experten allerdings die spezifische Wärmekapazität. Das Formelzeichen ist in jenem Fall ein kleines „c“. Diese Größe bezieht sich auf eine bestimmte Menge eines Stoffes.

Wasser hat zum Beispiel eine spezifische Wärmekapazität von 4,2 Kilojoule (kJ) pro Kilogramm und Kelvin (K). Das bedeutet, dass Sie 4,2 kJ brauchen, um 1 Kilogramm Wasser um 1°C aufzuheizen.

Kilojoule sind heute die international anerkannte Einheit für Energie. Sie finden daher die Angaben des Energiegehaltes von Lebensmitteln auf den Verpackungen in kJ. Für die Wärmeenergie in der Haustechnik ist dagegen die Einheit Kilowattstunden (kWh) gebräuchlich. Um von kJ auf kWh zu kommen, müssen Sie den Betrag einfach durch 3.600 teilen oder mit 0,00028 multiplizieren.

Die Größe der spezifischen Wärmekapazität hängt von der jeweiligen Ausgangstemperatur ab. So gilt die zuvor genannte Wärmekapazität von Wasser streng genommen nur bei 20°C. Bei Gasen kommt noch hinzu, dass sie sich durch das Erwärmen stark ausdehnen können. Daher unterscheidet die Physik zwischen der isobaren und isochoren Wärmekapazität.

Isobare Wärmekapazität „c_p“

• Bei ihr bleibt der Druck während des Aufheizens konstant und das Volumen ändert sich.

• Die isobare Wärmekapazität gilt immer dann, wenn sich das Gas im Raum frei ausdehnen kann.

Isochore Wärmekapazität „c_v“

• Bei ihr bleibt das Volumen während des Aufheizens konstant und der Druck ändert sich.

• Die isochore Wärmekapazität beschreibt die Vorgänge beim Aufheizen von Gas in einem geschlossenen Behälter.

Die isobare Wärmekapazität ist kleiner als die isochore. Denn zum Ausdehnen verbraucht das Gas einen Teil der Wärme in Form von Expansionsarbeit. Dieser Teil fehlt dann für die Erhöhung der Temperatur.

Wer die dargestellten Grundlagen der Bauphysik beachtet, hat schon das Wesentliche für ein gesundes und behagliches Raumklima getan.