Specifieke warmte is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 gram van een stof met 1 Celsius te veranderen.
Bijvoorbeeld, de soortelijke warmte van water in de vaste fase is 2.059 J / gC en 4.184 J / gC in de vloeibare fase.
Dat gezegd hebbende, wat is de soortelijke warmte van koper in alle drie de fasen (vloeistof , vast en gas) in J / gC st standaarddruk? Hoe kom je daarachter?
Answer
Het NIST Webbook is over het algemeen een goede plek om thermochemische gegevens te zoeken. U kunt hier zien dat er gegevens zijn voor alle drie de fasen. Het ziet er een beetje ontmoedigend uit, maar omdat de warmtecapaciteit niet constant is met de temperatuur, wordt het uitgedrukt als een Shomate-vergelijking. In feite vind je de vergelijking die begint met $ C ^ ° _p $ en vervang je de parameters uit de onderstaande tabel samen met de gewenste temperatuur en je kunt de warmtecapaciteit berekenen voor elke temperatuur binnen het bereik dat bovenaan de tabel wordt weergegeven. (let op: dit zijn molaire warmtecapaciteiten en je moet omrekenen als je dat wilt in termen van massa)
Als u wilt, kunt u gewoon op View table klikken om berekende waarden bij bepaalde temperaturen te krijgen, waardoor u de berekening bespaart.
Antwoord
De warmtecapaciteit van een materiaal is een maat voor de warmte-energie (in J) die het materiaal (van massa M in g of mol) opneemt of afgeeft voor elke eenheid stijgt of daalt in temperatuur (in ° C of K).
Terwijl de warmtecapaciteit van de meeste materialen zullen ge normaal gesproken verschillend zijn bij verschillende temperaturen en drukken, aangezien ze interne structurele veranderingen ondergaan met de temperatuur, wordt de warmtecapaciteit over het algemeen opgegeven bij een bepaalde temperatuur en druk. Deze worden doorgaans aangehaald als “standaardvoorwaarden” (zoals gedefinieerd door de verschillende standaardautoriteiten over de hele wereld). Het National Institute of Standards and Technology (NIST) definieert bijvoorbeeld “standaardcondities” als 20 ° C en 1atm.
Nu is koper een vaste stof beneden de temperatuur van 1358 K (1085 ° C) en heeft het een specifieke warmtecapaciteit van 0,386 J / gK of 24,5 J / mol.K (bij 20 ° C en 1 atm).
Er bestaan verschillende empirische formules die het mogelijk maken om de specifieke warmtecapaciteit van koper bij andere temperaturen te berekenen, op basis van metingen die in verschillende experimenten zijn gedaan en de gegevens passen bij verschillende curven, zoals kubieke splines.
Raadpleeg http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf voor meer informatie.
Koper is een vloeistof tussen de temperatuur van 1358K en 2835 K (2562 ° C) met een werkelijke soortelijke warmtecapaciteit van 0,572 J / g / K of 36,33 J / mol.K bij een temperatuur van 1400K.
Nauwkeuriger waarden van soortelijke warmte wordt gegeven door geschikte curve-fitting formules, gebaseerd op experimentele gegevens. (Zie: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )
Daarboven het kookpunt van 2835 K ( 2562 ° C) koper verdampt. Kopergas heeft een soortelijke warmtecapaciteit van 25,14 (bij 3000K) of bij andere temperaturen, gegeven door de Shomate-vergelijking: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $
waarbij
$ t $ is de temperatuur in Kelvin / 1000
$ A = -80.48635 $
$ B = 49.35865 $
$ C = -7.578061 $
$ D = 0.404960 $
$ E = 133.3382 $
Bron : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440508&Type=JANAFG&Table=on#JANAFG
Referenties: