¿Cuál es el calor específico del cobre a través de sus fases?

El calor específico es la cantidad de calor necesaria para cambiar la temperatura de 1 gramo de una sustancia en 1 Celsius.

Por ejemplo, el calor específico del agua en la fase sólida es de 2.059 J / gC y 4.184 J / gC en la fase líquida.

Dicho esto, ¿cuál es el calor específico del cobre en sus tres fases (líquido , sólido y gas) en J / gC st presión estándar? ¿Cómo se resolvería esto?

Respuesta

El Webbook del NIST es generalmente un buen lugar para buscar datos termoquímicos. Puede ver aquí que hay datos para las tres fases. Parece un poco abrumador, pero debido a que la capacidad calorífica no es constante con la temperatura, se expresa como una ecuación de Shomate. Básicamente, encuentra la ecuación que comienza con $ C ^ ° _p $ y sustituye los parámetros de la tabla de abajo junto con la temperatura deseada y puede calcular la capacidad calorífica para cualquier temperatura dentro del rango que se muestra en la parte superior de la tabla (tenga en cuenta que estas son capacidades caloríficas molares y tendrá que convertir si lo desea en términos de masa)

Si lo prefiere, puede simplemente hacer clic en View table para obtener los valores calculados a ciertas temperaturas, lo que le ahorrará el cálculo.

Respuesta

La capacidad calorífica de un material es una medida de la energía térmica (en J) que el material (de masa M en go moles) absorbe o libera por cada unidad sube o baja de temperatura (en ° C o K).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Mientras que la capacidad calorífica de la mayoría de los materiales se Por lo general, son diferentes a diferentes temperaturas y presiones, ya que sufren cambios estructurales internos con la temperatura, la capacidad calorífica generalmente se cotiza a una temperatura y presión determinadas. Por lo general, se citan como «condiciones estándar» (según lo definen las diversas autoridades de normalización de todo el mundo). Por ejemplo, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) define «condiciones estándar» como 20 ° C y 1 atm.

Ahora, el cobre es un sólido por debajo de la temperatura de 1358 K (1085 ° C) y tiene una capacidad calorífica específica de 0.386 J / gK o 24.5 J / mol.K (a 20 ° C y 1 atm).

Existen varias fórmulas empíricas que permiten calcular la capacidad calorífica específica del cobre a otras temperaturas, basándose en mediciones tomadas en varios experimentos y ajustando los datos a varias curvas como splines cúbicos.

Consulte http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf para obtener más información.

El cobre es un líquido entre la temperatura de 1358K y 2835 K (2562 ° C) con una verdadera capacidad calorífica específica de 0.572 J / g / K o 36.33 J / mol.K a una temperatura de 1400K.

Valores más precisos de el calor específico viene dado por fórmulas adecuadas de ajuste de curvas, basadas en datos experimentales. (Ver: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )

Por encima del punto de ebullición de 2835 K ( 2562 ° C) el cobre se vaporiza. El gas de cobre tiene una capacidad calorífica específica de 25,14 (a 3000 K) oa otras temperaturas, dada por la ecuación de Shomate: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $

donde

$ t $ es la temperatura en Kelvin / 1000

$ A = -80.48635 $

$ B = 49.35865 $

$ C = -7.578061 $

$ D = 0.404960 $

$ E = 133.3382 $

Fuente : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440508&Type=JANAFG&Table=on#JANAFG

Referencias:

http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf

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