Regner ut medgått energi for oppvarming av et bestemt stoff. Se strømforbruk for oppvarming av blant annet luft, vann, gull og hydrogen. Svar i kJ, kcal, og kWt.
Spesifikk varmekapasitet er et viktig begrep innen termodynamikk som omhandler mengden varme som kreves for å heve temperaturen til en bestemt substans per enhet av dens masse. Denne artikkelen vil forklare konseptet om spesifikk varmekapasitet, formelen for beregningen og dets praktiske anvendelser i hverdagslivet.
Spesifikk varmekapasitet er varmekapasiteten per masseenhet for et bestemt stoff, -for eksempel luft eller vann. Det er et system med bestemte enheter for å måle disse verdiene og dette og vi kaller dette for SI-systemet. I beregning av spesifikk varmekapasitet bruker vi enhetene Joule (energi), Kelvin (temperatur) og Kilogram (vekt). Formelen er J/(K*kg). J betyr Joule, K betyr Kelvin, kg betyr Kilogram.
Varmekapasiteten for luft er 1,005 kJ/kg og varmekapasiteten for vann er 4,183 kJ/kg.
Det betyr at det skal 1005 Joule til for å øke temperaturen på 1 kilogram luft med 1⁰ grad celsius, og det skal 4183 Joule til for å øke temperaturen på 1 kilogram vann med 1⁰ grad celsius.
Som vi ser har vann en stor verdi for varmekapasitet, men hva betyr egentlig det i praksis?
Noen av oss har tatt et bad en sommerkveld, og kjent at vannet som ble oppvarmet av den varme solen tidligere på dagen er varmere enn luften etter at solen har gått ned. Dette er spesifikk varmekapasitet i praksis, hvor vi kan føle på kroppen at luft lettere har endret sin temperatur og vannet ikke har endret som temperatur like raskt.
Vann har altså gode egenskaper for å lagre varme, og vann er også en utmerket transportør av varme og brukes i stor grad til både oppvarming og kjøling av boliger og næringsbygg.
Om kalkulatoren
For å regne ut hvor mye energi som kreves for å øke temperaturen på et stoff trenger vi å vite vekten for stoffet i antall kilogram.
Vi trenger også å vite hva som er spesifikk varmekapasitet for det aktuelle stoffet.
Spesifikk varmekapasitet et mål for hvor mye energi som kreves for å heve temperaturen i et bestemt stoff. Varmekapasitet defineres som forholdet mellom den varmen som tilføres et stoff, og den temperaturstigningen som oppstår. Se liste og avsnitt nedenfor.
Temperaturøkningen vi ønsker å oppnå må også defineres i utregningen som en start-temperatur og slutt-temperatur. Denne differansen kalles for “delta-temperatur” og angis med tegnet ∆.
Man kan oppgi temperatur som antall grader i kelvin- eller celsius- skalaen, og vi velger celsius fordi folk flest er godt vant med denne temperaturskalaen fra termometre og værmeldinger.
Formelen for utregning er Q = m*c*∆T
1 liter vann veier 1 kilogram når vannet er 4⁰ grader. Hvis for eksempel 10 liter vann skal varmes opp fra 20⁰ til 30⁰ grader celsius blir utregningen som følger: 10 kilogram (m) * 4,183 kJ/kg (c) * 10⁰ grader celsius (30⁰-20⁰) (∆T) = 418,6 kJ (Q).
Luft har også en vekt selv om vi kanskje ikke tenker over det. Ved havoverflaten veier en kubikk tørr luft omtrent 1,25 kilo. Vi kaller dette for atmosfærisk luft. Luften som er oppover i atmosfæren veier mye, men siden lufttrykket er fordelt overalt rundt oss merker vi det ikke.
Vi kan imidlertid merke luftmotstand i luften når vi sykler, eller holder hånden ut av vinduet på en bil i fart. Jo fortere vi beveger oss jo høyere blir luftmotstanden, og jo mer merker vi at luften har en vekt som flyttes når vi beveger oss.
Som eksempel tenker vi et rom som er 5 meter langt, 2,5 meter bredt og 2,5 meter høyt. Formelen for utregning av kubikk er lengde * bredde * høyde, og i dette eksemplet blir det 31,25 kubikk. For å finne vekten av luften i rommet må vi gange antall kubikk med egenvekten for luft, og i dette tilfellet blir det 1,25 kilo * 31,25 kubikk = 39,06 kilo.
Ved å skrive inn antall kilo, ønsket temperaturstigning og velger aktuelt stoff, regner vår kalkulator ut hvor mye energi som skal til for å varme opp stoffet. Du får svaret i kJ og kcal, samt kWt for å få et enda bedre perspektiv til medgått effekt og kostnad. Bare skriv inn tallene og la kalkulatoren gjøre jobben raskt og effektivt!
NB. Den spesifikke varmekapasiteten i vår liste er angitt ved konstant trykk og med temperatur på 20⁰ grader celsius.
Strømmen vi bruker i Norge kommer fra forskjellige energikilder, men i all hovedsak kommer strømmen vår fra vannkraft og fornybare energikilder. Det gjør at klimagassutslippet for bruk av strøm i Norge er relativt lavt. NVE utarbeider hvert år en klimadeklerasjon for fysisk levert strøm fra fjoråret, og her er det beregnet at CO2-faktoren for strømbruk er 11 gram CO2 per kilowatt time (kWt) i 2021.
Til sammenlikning har EU de siste årene hatt en CO2-faktor for strømforsyningen på rundt 300 gram CO2 per kilowatt time (kWt).
Hva er en Joule?
Joule er en måleenhet for energi som oppgis med symbolet «J». En joule er energimengden som kreves for å flytte noe mot en kraft på 1 newton over en distanse på 1 meter. En joule er også lik den energien som avgis ved 1 watt effekt i løpet av 1 sekund. Dette kalles for et «wattsekund». Øker man verdiene til kilowatt per time (kWt) kommer vi opp på måle enheten som vi ser angitt på strømregningen.
Hva er en Kalori?
Kalori er en måleenhet for energi som oppgis med symbolet «cal». En kalori er den energimengden som skal til for å hevne temperaturen for et gram vann en grad celcius⁰. Kalorier er ofte oppgitt for matvarer som kilokalorier, og vi har med kilokalorier «kcal» i utregningen for å gi perspektiv på medgått energi.
Hva er en Kelvin?
Kelvin er den grunnleggende måleenheten for temperatur. Kelvin inngår i det internasjonale enhetssystem for måling av fysiske størrelser. En kelvin er definert med universielle konstanter og er ikke basert på fysiske gjenstander. En kelvin er definert som en verdi og er ikke definert som en grad slik som Celcius eller Farenheit defineres med antall grader. Nullpunktet for kelvin-skalaen det absolutte nullpunkt, -det vil si at den laveste temperaturen som er mulig å oppnå i fysikken er 0 kelvin. Til sammenlikning kan det absolutte nullpunkt kan angis som -273,15⁰ grader celsius, og -459,67⁰ grader fahrenheit.
