Like thermal conductivity, the heat capacity is a temperature-dependent physical quantity. The specific heat capacity of a substance measures the ability to store thermal energy and indicates how much energy is required to heat one kilogram of a certain substance by 1  K, for example. The specific heat capacity c can be determined using the heating pulse method. This involves heating a sample equipped with a heater and a temperature sensor for a defined period of time. The integral of the electrical heating power supplied over this period of time gives the amount of energy Q required to heat the sample with a mass m by the measured temperature difference \( \Delta T \). \begin{equation} c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T} \left[ \mathrm{\frac{J}{kg\:K}} \right] \end{equation}.

Figure  3 shows the test set-up, with the temperature control system with cryocooler on the left and the sample carrier with a sample and sample heater mounted on it on the right.

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Der Probenträger wurde speziell gestaltet um einen minimalen Wärmeeintrag in die Probe zu gewährleisten. Die Messungen erfolgen in thermisch stationärem Zustand und in einem Isolationsvakuum kleiner 1 x 10^-4 mbar in Kombination mit Superisolationsfolie um Wärmeströme von der Umgebung in die Probe auszuschließen. Die Heizung und der Temperatursensor verfügen ebenfalls über eigene Wärmekapazitäten. Diese werden in einem separaten Versuch ohne die Probe ermittelt. Die Messwerte der Probe werden wiederum mit diesen Anteilen korrigiert.

[Translate to EN:] Ausgehend von einer Referenztemperatur \( T_0 \), und einer Länge \( L_0 \) ändern Materialien ihre geometrischen Abmessungen bei einer Temperaturänderung. Beim Erwärmen dehnen sich die meisten Werkstoffe aus und beim Abkühlen schrumpfen diese. Der physikalische Kennwert für dieses Verhalten ist der temperaturabhängige und werkstoffspezifische Ausdehnungskoeffizient \( \alpha(T) \) \begin{equation} \alpha(T) = \frac{dL(T)}{dT} \cdot \frac{1}{L_0} \left[ \mathrm{K^{-1}} \right]

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Die Proben werden einseitig auf einen Probenhalter, siehe Abbildung 5, gespannt und in den Versuchsaufbau montiert. Der Probenhalter ist mit dem Kryokühler thermisch und schwingungsentkoppelt verbunden. Die Proben sind von einer thermischen Abschirmung umgeben um ein Erwärmen durch Wärmestrahlung und damit Temperaturgradienten in den Proben zu reduzieren. Bei schlecht wärmeleitenden Materialien wie z.B. bei Kunststoffen ist dieser Gradient deutlich stärker ausgeprägt als bei metallischen Proben. Um diesen Gradienten zu vermindern wird zusätzlich ein wärmeleitendes Austauschgas im Probenraum verwendet. Die freien Enden der Proben werden mit einem Lasermesssystem, einem Triangulationsmesssystem durch das optische Fenster abgetastet. Die Messwerte Probenlänge, Temperaturen und Messzeit werden vom PC aufgezeichnet und anschließend ausgewertet. Abbildung 5 zeigt nochmals den Versuchsstand und das Lasermesssystem vor dem optischen Fenster.