La chaleur spécifique est la quantité de chaleur nécessaire pour modifier la température de 1 gramme dune substance de 1 Celsius.
Par exemple, la chaleur spécifique de leau en phase solide est de 2,059 J / gC et de 4,184 J / gC en phase liquide.
Cela étant dit, quelle est la chaleur spécifique du cuivre dans ses trois phases (liquide , solide et gaz) en J / gC st pression standard? Comment peut-on comprendre cela?
Réponse
Le Webbook du NIST est généralement un bon endroit pour rechercher des données de thermochimie. Vous pouvez voir ici quil existe des données pour les trois phases. Cela semble un peu intimidant, mais comme la capacité thermique nest pas constante avec la température, elle est exprimée sous la forme dune équation de Shomate. Fondamentalement, vous trouvez léquation qui commence par $ C ^ ° _p $ et remplacez les paramètres du tableau ci-dessous par la température désirée et vous pouvez calculer la capacité calorifique pour toute température dans la plage indiquée en haut du tableau. (notez que ce sont des capacités thermiques molaires et vous devrez convertir si vous le souhaitez en termes de masse)
Si vous préférez, vous pouvez simplement cliquer sur View table pour obtenir les valeurs calculées à certaines températures, ce qui vous fera économiser le calcul.
Réponse
La capacité thermique dun matériau est une mesure de lénergie thermique (en J) que le matériau (de masse M en g ou moles) absorbe ou libère pour chaque unité monte ou baisse de température (en ° C ou K).
Alors que la capacité thermique de la plupart des matériaux ge être différents à des températures et des pressions différentes, car ils subissent des changements structurels internes avec la température, la capacité thermique est généralement indiquée à une température et une pression données. Celles-ci sont généralement citées comme des «conditions standard» (telles que définies par les diverses autorités de normalisation dans le monde). Par exemple, le National Institute of Standards and Technology (NIST) définit les «conditions standard» comme 20 ° C et 1atm.
Or, le cuivre est un solide en dessous de la température de 1358 K (1085 ° C) et a une capacité thermique spécifique de 0,386 J / gK ou 24,5 J / mol.K (à 20 ° C et 1 atm).
Il existe diverses formules empiriques qui permettent de calculer la capacité thermique spécifique du cuivre à dautres températures, en se basant sur des mesures prises dans diverses expériences et en ajustant les données à diverses courbes telles que des splines cubiques.
Reportez-vous à http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf pour plus dinformations.
Le cuivre est un liquide entre la température de 1358K et 2835 K (2562 ° C) avec une véritable capacité thermique spécifique de 0,572 J / g / K ou 36,33 J / mol.K à une température de 1400 K.
Des valeurs plus précises de la chaleur spécifique est donnée par des formules appropriées dajustement de courbe, basées sur des données expérimentales. (Voir: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )
Au-dessus de son point débullition de 2835 K ( 2562 ° C) du cuivre se vaporise.Le cuivre gazeux a une capacité thermique spécifique de 25,14 (à 3000 K) ou à dautres températures, donnée par léquation de Shomate: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $
où
$ t $ est la température en Kelvin / 1000
$ A = -80.48635 $
$ B = 49,35865 $
$ C = -7,578061 $
$ D = 0,404960 $
$ E = 133,3382 $
Source : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440508&Type=JANAFG&Table=on#JANAFG
Références: