Ciepło właściwe to ilość ciepła potrzebna do zmiany temperatury 1 grama substancji o 1 stopień Celsjusza.
Na przykład ciepło właściwe wody w fazie stałej wynosi 2,059 J / gC i 4,184 J / gC w fazie ciekłej.
Biorąc to pod uwagę, jakie jest ciepło właściwe miedzi we wszystkich trzech fazach , ciało stałe i gaz) w standardowym ciśnieniu J / gC st? Jak można to zrozumieć?
Odpowiedź
Książka internetowa NIST jest ogólnie dobrym miejscem do wyszukiwania danych termochemicznych. Możesz zobaczyć tutaj , że istnieją dane dla wszystkich trzech faz. Wygląda to trochę zniechęcająco, ale ponieważ pojemność cieplna nie jest stała z temperaturą, jest wyrażona jako równanie Shomatea. Zasadniczo znajdujesz równanie zaczynające się od $ C ^ ° _p $ i podstawiasz parametry z poniższej tabeli wraz z żądaną temperaturę i możesz obliczyć pojemność cieplną dla dowolnej temperatury w zakresie pokazanym na górze tabeli. (zwróć uwagę, że są to molowe pojemności cieplne i będziesz musiał przeliczyć, jeśli chcesz, wyrażone w masie)
Jeśli wolisz, możesz po prostu kliknąć View table, aby uzyskać obliczone wartości w określonych temperaturach, co pozwoli zaoszczędzić obliczenia.
Odpowiedź
Pojemność cieplna materiału jest miarą energii cieplnej (w J), którą materiał (o masie M wg lub molach) pochłania lub uwalnia temperatura każdej jednostki rośnie lub spada (w ° C lub K).
Chociaż pojemność cieplna większość materiałów będzie ge zasadniczo różnią się w różnych temperaturach i ciśnieniach, ponieważ ulegają wewnętrznym zmianom strukturalnym wraz z temperaturą, pojemność cieplna jest ogólnie podawana dla danej temperatury i ciśnienia. Są one zwykle określane jako „warunki standardowe” (zgodnie z definicją różnych organów normalizacyjnych na całym świecie). Na przykład National Institute of Standards and Technology (NIST) definiuje „warunki standardowe” jako 20 ° C i 1 atm.
Teraz miedź jest ciałem stałym poniżej temperatury 1358 K (1085 ° C) i ma pojemność cieplną 0,386 J / gK lub 24,5 J / mol.K (w 20 ° C i 1 atm).
Istnieją różne wzory empiryczne, które pozwalają obliczyć pojemność cieplną właściwą miedzi w innych temperaturach, w oparciu o pomiary wykonane w różnych eksperymentach i dopasowywanie danych do różnych krzywych, takich jak krzywe sześcienne.
Aby uzyskać więcej informacji, zobacz http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd263.pdf .
Miedź jest płynem między temperaturą 1358K a 2835 K (2562 ° C) z rzeczywistą pojemnością cieplną 0,572 J / g / K lub 36,33 J / mol.K w temperaturze 1400K.
Dokładniejsze wartości ciepło właściwe podano za pomocą odpowiednich wzorów dopasowywania krzywych, opartych na danych eksperymentalnych. (Patrz: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755998 )
Powyżej temperatury wrzenia 2835 K ( 2562 ° C) paruje miedź. Gaz miedziowy ma pojemność cieplną właściwą 25,14 (przy 3000K) lub w innych temperaturach, określoną równaniem Shomatea: $ c_p (t) = A + Bt + Ct ^ 2 + Dt ^ 3 + Et ^ {-2} $
gdzie
$ t $ to temperatura w kelwinach / 1000
$ A = -80.48635 $
$ B = 49,35865 $
$ C = -7,578061 $
$ D = 0,404960 $
$ E = 133,3382 $
Źródło : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440508&Type=JANAFG&Table=on#JANAFG
Referencje: