Spezifische Wärme ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Gramm eines Stoffes um 1 Grad Celsius zu ändern.
Zum Beispiel Die spezifische Wärme von Wasser in der festen Phase beträgt 2,059 J / gC und 4,184 J / gC in der flüssigen Phase.
Was ist jedoch die spezifische Wärme von Kupfer in allen drei Phasen (flüssig)? , fest und gasförmig) in J / gC st Standarddruck? Wie würde man das herausfinden?
Antwort
Das NIST-Webbook ist im Allgemeinen ein guter Ort, um nach thermochemischen Daten zu suchen. Sie können hier sehen, dass Daten für alle drei Phasen vorhanden sind. Es sieht ein bisschen entmutigend aus, aber da die Wärmekapazität nicht mit der Temperatur konstant ist, wird sie als Shomate-Gleichung ausgedrückt. Grundsätzlich finden Sie die Gleichung, die mit $ C ^ ° _p $ beginnt, und ersetzen die Parameter aus der Tabelle darunter zusammen mit die gewünschte Temperatur und Sie können die Wärmekapazität für jede Temperatur innerhalb des oben in der Tabelle angegebenen Bereichs berechnen (beachten Sie, dass dies molare Wärmekapazitäten sind und Sie umrechnen müssen, wenn Sie dies in Bezug auf die Masse wünschen)
Wenn Sie möchten, können Sie einfach auf View table klicken, um berechnete Werte bei bestimmten Temperaturen abzurufen, wodurch Sie die Berechnung sparen.
Antwort
Die Wärmekapazität eines Materials ist ein Maß für die Wärmeenergie (in J), die das Material (Masse M in g oder Mol) absorbiert oder freisetzt Jede Einheit steigt oder fällt in der Temperatur (in ° C oder K).
Während die Wärmekapazität von Die meisten Materialien werden ge Da sie bei unterschiedlichen Temperaturen und Drücken unterschiedlich sind, da sie mit der Temperatur interne Strukturänderungen erfahren, wird die Wärmekapazität im Allgemeinen bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck angegeben. Diese werden normalerweise als „Standardbedingungen“ angegeben (wie von den verschiedenen Standardbehörden auf der ganzen Welt definiert). Beispielsweise definiert das Nationale Institut für Standards und Technologie (NIST) „Standardbedingungen“ als 20 ° C und 1 atm.
Nun ist Kupfer ein Feststoff unterhalb der Temperatur von 1358 K (1085 ° C) und hat eine spezifische Wärmekapazität von 0,386 J / gK oder 24,5 J / mol K (bei 20 ° C und 1) atm).
Es gibt verschiedene empirische Formeln, die es ermöglichen, die spezifische Wärmekapazität von Kupfer bei anderen Temperaturen auf der Grundlage von Messungen zu berechnen, die in verschiedenen Experimenten durchgeführt wurden, und die Daten an verschiedene Kurven wie kubische Splines anzupassen.
Weitere Informationen finden Sie unter http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf .
Kupfer ist eine Flüssigkeit zwischen der Temperatur von 1358 K und 2835 K (2562 ° C) mit einer tatsächlichen spezifischen Wärmekapazität von 0,572 J / g / K oder 36,33 J / mol K bei einer Temperatur von 1400 K.
Genauere Werte von Die spezifische Wärme wird durch geeignete Kurvenanpassungsformeln angegeben, die auf experimentellen Daten basieren. (Siehe: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )
Oberhalb des Siedepunkts von 2835 K ( 2562 ° C) Kupfer verdampft Kupfergas hat eine spezifische Wärmekapazität von 25,14 (bei 3000 K) oder bei anderen Temperaturen, gegeben durch die Shomate-Gleichung: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $
wobei
$ t $ die Temperatur in Kelvin / 1000
$ A = -80,48635 $
ist $ B = 49.35865 $
$ C = -7.578061 $
$ D = 0.404960 $
$ E = 133.3382 $
Quelle : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440508&Type=JANAFG&Table=on#JANAFG
Referenzen: