Ominaislämpö on lämmön määrä, joka tarvitaan yhden gramman aineen lämpötilan muuttamiseen 1 celsiuksella.
Esimerkiksi kiinteän faasin veden ominaislämpö on 2,059 J / gC ja 4,184 J / gC nestefaasissa.
Mikä on kuparin ominaislämpö kaikissa kolmessa faasissaan (nestemäinen) , kiinteä aine ja kaasu) J / gC: n standardipaineessa? Kuinka yksi selvisi tämän?
Vastaus
NIST-verkkokirja on yleensä hyvä paikka etsiä lämpökemian tietoja. täältä näet, että tietoja on kaikilta kolmelta vaiheelta. Se näyttää hieman pelottavalta, mutta koska lämpökapasiteetti ei ole vakio lämpötilan kanssa, se ilmaistaan Shomate-yhtälönä. Pohjimmiltaan löydät yhtälön, joka alkaa $ C ^ ° _p $, ja korvaa parametrit alla olevasta taulukosta yhdessä haluttu lämpötila ja voit laskea minkä tahansa lämpötilan lämpökapasiteetin taulukon yläosassa olevalla alueella. (Huomaa, että nämä ovat molaarisia lämpökapasiteetteja ja sinun on muunnettava, jos haluat sen massana)
Halutessasi voit napsauttaa View table saadaksesi lasketut arvot tietyissä lämpötiloissa, mikä säästää laskutoimitusta.
Vastaus
Materiaalin lämpökapasiteetti on mitta lämpöenergiasta (J), jonka materiaali (massa M grammoina tai mooleina) absorboi tai vapauttaa jokainen lämpötilan nousu tai lasku (° C tai K).
Vaikka useimmat materiaalit tulevat ge Ne eivät yleensä ole erilaisia eri lämpötiloissa ja paineissa, koska niillä tapahtuu sisäisiä rakenteellisia muutoksia lämpötilan kanssa, lämpökapasiteetti ilmoitetaan yleensä tietyssä lämpötilassa ja paineessa. Näitä mainitaan tyypillisesti ”vakioehdoina” (kuten eri standardiviranomaiset ympäri maailmaa määrittelevät). Esimerkiksi National Institute of Standards and Technology (NIST) määrittelee ”vakio-olosuhteiksi” 20 ° C ja 1 atm.
Kupari on nyt kiinteä aine, joka on alle 1358 K (1085 ° C) lämpötilaa, ja sen ominaislämpökapasiteetti on 0,386 J / gK tai 24,5 J / mol.K (lämpötilassa 20 ° C ja 1 ° C).
On olemassa erilaisia empiirisiä kaavoja, joiden avulla voidaan laskea kuparin ominaislämpökapasiteetti muissa lämpötiloissa perustuen erilaisissa kokeissa tehtyihin mittauksiin ja sovittamalla tiedot eri käyriin, kuten kuutio-uriin. p>
Katso lisätietoja kohdasta http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf .
Kupari on neste välillä 1358 K – 2835 K (2562 ° C) todellisen ominaislämpökapasiteetin ollessa 0,572 J / g / K tai 36,33 J / mol.K lämpötilassa 1400 K.
Tarkemmat arvot ominaislämpö saadaan sopivilla käyrää sovittavilla kaavoilla, jotka perustuvat kokeellisiin tietoihin. (Katso: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )
Sen yläpuolella oleva kiehumispiste on 2835 K ( Kuparikaasun ominaislämpökapasiteetti on 25,14 (3000K) tai muissa lämpötiloissa, Shomate-yhtälön mukaan: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $
missä
$ t $ on lämpötila Kelvineinä / 1000
$ A = -80,48635 $
$ B = 49.35865 $
$ C = -7.578061 $
$ D = 0.404960 $
$ E = 133.3382 $
Lähde : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440508&Type=JANAFG&Table=on#JANAFG
Viitteet: