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Definition: ein Maß für die Fähigkeit eines Körpers, Wärme zu speichern
Die Wärmekapazität C eines Körpers gibt an, wie viel Energie benötigt wird, um seine Temperatur um 1 K (ein Grad) zu erhöhen. Beispielsweise ist die Wärmekapazität von einem Liter flüssigen Wassers ca. 4,19 kJ/K. Die Wärmekapazität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Körpers, Wärme zu speichern: Die bei der Erwärmung zugeführte Wärmemenge wird wieder frei, wenn der Körper wieder auf die ursprüngliche Temperatur abgekühlt wird. Die Wärmekapazität hängt natürlich von der Menge des Materials ab; beispielsweise weist eine gusseiserne Pfanne mit dickem Boden eine höhere Wärmekapazität auf als eine Pfanne mit dünnem Boden aus dem gleichen Material.
Die spezifische Wärmekapazität von Gasen kann erheblich davon abhängen, unter welchen Bedingungen die Temperaturerhöhung erfolgt. Der Wert cp gilt bei konstantem Druck, z. B. dem Luftdruck der Umgebung. Den Wert cV erhält man dagegen, wenn während der Erwärmung das Volumen konstant gehalten wird (isochore Wärmekapazität). Bei Gasen ergibt sich hier ein erheblicher Unterschied, denn wenn der Druck konstant ist, wird sich das Gas bei Erwärmung ausdehnen und dabei Arbeit leisten (mechanische Energie abgeben). Da die Temperatur von der resultierenden inneren Energie abhängt, muss entsprechend mehr Wärme zugeführt werden, um die gewünschte Temperaturerhöhung zu erzielen: cp ist also größer als cV. Beispielsweise ist bei Luft cp = 1,005 kJ / (kg K), während cV nur 0,718 kJ / (kg K) beträgt.
Ebenfalls kann eine gewisse Abhängigkeit von der Temperatur auftreten. Dieser Effekt ist aber meist geringfügig, außer wenn die Temperatur sehr stark verändert wird oder wenn ein Phasenübergang (z. B. Schmelzen oder Verdampfen) auftritt.
Die spezifische Wärmekapazität c charakterisiert ein bestimmtes Material und bezieht sich auf eine feste Menge von üblicherweise einem Kilogramm, manchmal auch auf ein Volumen (z. B. 1 Kubikmeter). Beispielsweise ist die spezifische Wärmekapazität von flüssigem Wasser ca. 4,19 kJ / (kg K), und die von Luft 1,005 kJ / (kg K) oder 1,2 kJ / (m3 K) (bei Zimmertemperatur und konstantem Druck, siehe oben). Multipliziert man eine solche Angabe mit der entsprechenden Menge des Materials in einem Gegenstand, erhält man wieder die Wärmekapazität.
Ein Warmwasserspeicher mit 400 Liter Inhalt hat eine Wärmekapazität von 400 kg · 4,19 kJ / (kg K) = 1,68 MJ/K = 0,47 kWh/K, wenn man die Wärmekapazität des Behälters vernachlässigt. Man benötigt also ca. 40 K · 0,47 kWh/K = 18,6 kWh Wärme, um einen solchen Speicher von 10 °C auf 50 °C aufzuheizen.
Wenn die Luft in einem Raum mit 20 m2 Fläche und 2,5 m Höhe um 10 Grad aufgewärmt werden soll, benötigt man hierfür 10 K · 20 m2 · 2,5 m · 1,2 kJ / (m3 K) = 600 kJ = 0,17 kWh Wärme. Die Wärmekapazität der festen Gegenstände in einem Raum sowie der Wände ist erheblich höher als die der Luft. Deswegen kann man durch kurzes, aber starkes Lüften eines Raums (Stoßlüften) die Energieverluste wesentlich kleiner halten, als wenn man dauerlüftet, wobei dann auch die Gegenstände und Wände auskühlen.
Siehe auch: Wärme, Temperatur