Kalorisches CGS-System

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Die Maßzahl der Dichte von Wasser im CGS-System beträgt für einen entsprechend gewählten Referenzzustand genau 1 (im MKS-System beträgt sie genau 1000). Also lag es nahe, die Maßzahl auch seiner spezifischen Wärmekapazität für einen Referenzzustand im CGS-System mit 1 festzulegen. Dafür musste eine eigene Einheit der Energie geschaffen werden, die sich auf die sowohl dynamisch als auch elektrisch gegebene Einheit Joule nicht durch einen reinen Dezimal-Präfix beziehen konnte.

Die Kalorie als Energie-Einheit ist demnach identisch mit derjenigen Energie, die benötigt wird, um 1 Gramm Wasser um 1 Kelvin zu erwärmen. Dieser Wert ist allerdings nicht nur temperaturabhängig (Variation um mehr als 3% zwischen den beiden Fixpunkten der Celsius-Skala), sondern hängt auch vom Umgebungsdruck sowie von der Isotopenzusammensetzung des Wassers ab. Aus diesem Grund waren unterschiedliche Definitionen für unterschiedliche Referenzustände (Gefrierpunkt 0 °C, Zustand niedrigster Dichte 4 °C, normale Umgebungstemperatur 20 °C etc.) gebräuchlich.

Obwohl das Integral über das sog. Wärmedifferential wegabhängig ist, wird in allen gängigen Definitionen von einer Wärmemenge gsprochen, die benötigt wird, um 1 g luftfreies Wasser in Standardatmosphäre von einer Referenztemperatur ausgehend um 1 Grad zu erwärmen. Diese unpräzise Auffassung der investierten Energie als Menge an Wärme wird nur deswegen nicht kritisch, weil sowohl die Volumenarbeit (durch Ausdehnung gegen den Luftdruck) als auch chemische Arbeit (durch Verschiebung des Dissoziationsgleichgewichts von Wasser), die mit der Erwärmung verbunden sind, vergleichsweise bedeutungslos sind.