Qual è il calore specifico del rame attraverso le sue fasi?

Il calore specifico è la quantità di calore necessaria per modificare la temperatura di 1 grammo di una sostanza di 1 gradi Celsius.

Ad esempio, il calore specifico dellacqua nella fase solida è 2,059 J / gC e 4,184 J / gC nella fase liquida.

Detto questo, qual è il calore specifico del rame in tutte e tre le sue fasi (liquido , solido e gas) in J / gC st pressione standard? Come si potrebbe capirlo?

Risposta

Il NIST Webbook è generalmente un buon posto per cercare dati di termochimica. Puoi vedere qui che ci sono dati per tutte e tre le fasi. Sembra un po scoraggiante, ma poiché la capacità termica non è costante con la temperatura, è espressa come unequazione di Shomate. Fondamentalmente, trovi lequazione che inizia con $ C ^ ° _p $ e sostituisci i parametri dalla tabella sotto insieme a la temperatura desiderata e puoi calcolare la capacità termica per qualsiasi temperatura allinterno dellintervallo mostrato nella parte superiore della tabella. (nota che queste sono capacità termiche molari e dovrai convertirle se lo desideri in termini di massa)

Se preferisci, puoi semplicemente fare clic su View table per ottenere valori calcolati a determinate temperature, il che ti farà risparmiare il calcolo.

Risposta

La capacità termica di un materiale è una misura dellenergia termica (in J) che il materiale (di massa M in go moli) assorbe o rilascia per ogni unità aumenta o diminuisce la temperatura (in ° C o K).

inserisci qui la descrizione dellimmagine

Mentre la capacità termica di la maggior parte dei materiali ge neralmente essere differenti a temperature e pressioni differenti, poiché subiscono variazioni strutturali interne con la temperatura, la capacità termica è generalmente quotata ad una data temperatura e pressione. Queste sono tipicamente citate come “condizioni standard” (come definite dalle varie autorità standard nel mondo). Ad esempio, il National Institute of Standards and Technology (NIST) definisce “condizioni standard” come 20 ° C e 1 atm.

Ora, il rame è un solido al di sotto della temperatura di 1358 K (1085 ° C) e ha una capacità termica specifica di 0,386 J / gK o 24,5 J / mol.K (a 20 ° C e 1 atm).

Esistono varie formule empiriche che consentono di calcolare la capacità termica specifica del rame ad altre temperature, sulla base di misurazioni effettuate in vari esperimenti e adattando i dati a varie curve come le spline cubiche.

Fare riferimento a http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf per ulteriori informazioni.

Il rame è un liquido tra la temperatura di 1358 K e 2835 K (2562 ° C) con capacità termica specifica reale di 0,572 J / g / K o 36,33 J / mol.K a una temperatura di 1400 K.

Valori più precisi di il calore specifico è dato da opportune formule di adattamento della curva, basate su dati sperimentali. (Vedi: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )

Il punto di ebollizione di 2835 K ( 2562 ° C) vapori di rame. Il gas di rame ha una capacità termica specifica di 25,14 (a 3000K) o ad altre temperature, date dallequazione di Shomate: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $

dove

$ t $ è la temperatura in Kelvin / 1000

$ A = -80.48635 $

$ B = 49.35865 $

$ C = -7.578061 $

$ D = 0.404960 $

$ E = 133.3382 $

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

Riferimenti:

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

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