Péczely György: Éghajlattan (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998)
2. Általános meteorológiai alapismeretek - 2.4 A légkör mozgásjelenségei
A hőmennyiség (0) az energia egyik megnyilvánulási formája, ezért egysége megegyezik a mechanikai energia vagy munka egységével, amely a nemzetközi mértékegység-rendszerben 1 joule (1 J), vagyis az a munka, amit 1 newton erő 1 m-es úton kifejt. Egysége tehát 1 N • m = m2-kg -s-2. A hőmennyiséget a fizika történeti fejlődésének megfelelően kezdetben alapmennyiségként definiálták. E szerint a hőmennyiség egysége a kalória (cal) vagy kilokalória (kcal). Ez az a hőmennyiség, amely 1 gramm illetve 1 kilogramm víz hőmérsékletét 1 fokkal, éspedig 14,5 °C-ról 15,5 °C-ra emeli. Későbbiek során számos tapasztalat és kísérlet bizonyította, hogy a hő az energia vagy munka egyik megjelenési formája, a hő átalakítható mechanikai munkává, illetve mechanikai munkával hő állítható elő. A mérések szerint 1 cal hőmennyiség 4,1868 joule, illetve 1 kcal hőmennyiség 4186,8 joule energiával egyenlő. Tárgyalásaink során a hőmennyiségeket joule egységekben adjuk meg, a régebben általánosan használt cal (kcal) egységekre történő átszámítás az 1 cal = 4,1868 J 1 kcal = 4186,8 J 1 J = 0,23884 cal 1 J = 0,00024 kcal összefüggések alapján végezhető el. Ha egy m tömegű test AQ hőenergia-mennyiséget vesz fel, hőmérséklete AT mértékben emelkedik. Kimutatható, hogy AQ = crnAT. (2.4.2-1) Ha a test tömege egységnyi (m= 1) s a bekövetkezett hőmérséklet-emelkedés 1 ° (AT= \ a AQ=c egyenlőség fog fennállani. A (2.4.2-l)-ben szereplő c arányossági tényezőt fajlagos hőkapacitásnak vagy egyszerűen fajhő nek nevezzük. Ez az anyag minőségétől függő állandó azt fejezi ki, hogy mekkora hőenergia-mennyiség felvétele szükséges az egységnyi tömegű test hőmérsékletének 1 fokos emeléséhez. Ha a (2.4.2-1) egyenletből c-t kifejezzük s beírjuk a szereplő mennyiségek egységeit azt kapjuk, hogy [r] = m2-s-s -K-1. A gázoknál kétféle fajhőt különböztetünk meg, miután más hőenergia-mennyiség szükséges 1 kg gáz hőmérsékletének 1 fokkal való növeléséhez, ha közben a gáz térfogata állandó marad, és ettől eltérő hőenergiát kell a gázzal közölnünk, ha megköveteljük, hogy a melegedés során ne változzék a gáz nyomása. így cv állandó térfogaton és cp állandó nyomáson vett fajhőről beszélünk. A száraz levegőre 0 °C hőmérsékleten e fontos fizikai állandók értéke az alábbi: cv = 718 m2-s-2-K-1, cp = 1005 m2-s-2 -K-1. Az ideális gáz kétféle fajhőjének különbsége egyenlő az R gázállandóval: Cp-Cy=R, továbbá — = 1- — Cy Cy Közöljünk az adott térfogatban levő tömegegységnyi levegővel dQ elemi hőenergia-mennyiséget. Miután meghatározott kezdeti térfogatról van szó, a létrejövő dT elemi hőmérséklet-növekedés (2.4.2-1) szerint cvdT mennyiségű energiát használt el 39
