Таблица удельных теплоемкостей

Следующая таблица удельной теплоемкости дает объемную теплоемкость , а также удельную теплоемкость некоторых веществ и технических материалов и (если применимо) молярную теплоемкость .

Как правило, наиболее постоянным параметром является объемная теплоемкость (по крайней мере, для твердых тел), которая составляет около 3 мегаджоулей на кубический метр и кельвин : ^[1]

{\ displaystyle \ rho c_ {p} \ simeq 3 \, {\ text {MJ / m}} ^ {3} {\ text {K}} \ quad {\ text {(solid)}}}

Обратите внимание, что особенно высокие молярные значения для парафина, бензина, воды и аммиака являются результатом расчета удельной теплоты в молях молекул. Если удельная теплоемкость выражается на моль атомов для этих веществ, ни одно из значений постоянного объема не превышает в какой-либо значительной степени теоретический предел Дюлонга – Пти в 25 Дж 25моль ⁻¹ ⋅K ⁻¹ = 3 Rна моль атомов (см. последний столбец этой таблицы). Парафин, например, имеет очень большие молекулы и, следовательно, высокую теплоемкость на моль, но как вещество он не обладает значительной теплоемкостью с точки зрения объема, массы или атомно-моль (что составляет всего 1,41 Р на моль атомов , или менее половины большинства твердых веществ с точки зрения теплоемкости на атом).

В последнем столбце основные отклонения твердых тел при стандартных температурах от значения 3 R по закону Дюлонга-Пети обычно связаны с низким атомным весом плюс высокой прочностью связи (как в алмазе), что приводит к тому, что некоторые моды колебаний имеют слишком большую энергию, чтобы быть доступны для хранения тепловой энергии при измеренной температуре. Для газов отклонение от 3 R на моль атомов в этой таблице, как правило, связано с двумя факторами: (1) невозможностью возбуждения более высоких разнесенных по энергии квантовых мод колебаний в молекулах газа при комнатной температуре и (2) потерей степени свободы потенциальной энергии для небольших молекул газа просто потому, что большинство их атомов не связаны максимально в пространстве с другими атомами, как это происходит во многих твердых телах.

Таблица удельных теплоемкостей при 25 ° C (298 K), если не указано иное. ^{[ необходима цитата ]}
Вещество	Фаза	Изобарическая массовая теплоемкость c _P Дж⋅g ⁻¹ ⋅K ⁻¹	Изобарная мольная теплоемкость C _{P, м} Дж⋅моль ⁻¹ ⋅K ⁻¹	Изохора молярная теплоемкость С _{В, м} J⋅mol ^-1 ⋅K ^-1	Изобарная объемная теплоемкость C _{P, v} Дж⋅см ⁻³ ⋅K ⁻¹	Изохора атомно-молярная теплоемкость в единицах R C _{V, ам} атом-моль ⁻¹
Воздух (на уровне моря, сухой, 0 ° C (273,15 K))	газ	1,0035	29.07	20,7643	0,001297	~ 1,25 р
Воздух (типичные комнатные условия ^A )	газ	1.012	29,19	20,85	0,00121	~ 1,25 р
Алюминий	твердый	0,897	24,2		2,422	2.91 R
Аммиак	жидкость	4,700	80,08		3,263	3.21 R
Ткани животных (в т.ч. человека) ^[2]	смешанный	3.5			3,7 *
Сурьма	твердый	0,207	25,2		1,386	3.03 R
Аргон	газ	0,5203	20,7862	12,4717		1,50 руб.
Мышьяк	твердый	0,328	24,6		1,878	2.96 R
Бериллий	твердый	1,82	16,4		3,367	1.97 руб.
Висмут ^[3]	твердый	0,123	25,7		1,20	3.09 R
Кадмий	твердый	0,231	26.02			3.13 R
Двуокись углерода CO ₂^[4]	газ	0,839 ^В	36,94	28,46		1.14 R
Хром	твердый	0,449	23,35			2.81 R
Медь	твердый	0,385	24,47		3,45	2.94 руб.
Алмазный	твердый	0,5091	6,115		1,782	0,74 R
Спирт этиловый	жидкость	2,44	112		1,925	1,50 руб.
Бензин (октановое число)	жидкость	2,22	228		1,64	1.05 R
Стекло ^[3]	твердый	0,84			2.1
Золото	твердый	0,129	25,42		2,492	3.05 Р
Гранит ^[3]	твердый	0,790			2,17
Графитовый	твердый	0,710	8,53		1,534	1.03 руб.
Гелий	газ	5,1932	20,7862	12,4717		1,50 руб.
Водород	газ	14.30	28,82			1,23 R
Сероводород H ₂ S ^[4]	газ	1,015 ^В	34,60			1.05 R
Утюг	твердый	0,412	25.09 ^[5]		3,537	3.02 R
Вести	твердый	0,129	26,4		1,44	3.18 R
Литий	твердый	3,58	24,8		1,912	2.98 руб.
Литий при 181 ° C ^[6]	жидкость	4,379	30,33		2,242	3.65 R
Магний	твердый	1.02	24,9		1,773	2.99 Р
Меркурий	жидкость	0,1395	27,98		1,888	3.36 R
Метан при 2 ° C	газ	2,191	35,69			0,85 R
Метанол ^[7]	жидкость	2,14	68,62			1.38 R
Расплав соли (142–540 ° C) ^[8]	жидкость	1,56			2,62
Азот	газ	1.040	29.12	20,8		1,25 R
Неон	газ	1.0301	20,7862	12,4717		1,50 руб.
Кислород	газ	0,918	29,38	21,0		1,26 R
Парафиновый воск C ₂₅ H ₅₂	твердый	2,5 (средн.)	900		2.325	1.41 R
Полиэтилен (марка для центробежного формования) ^[9]^[10]	твердый	2.3027
Кремнезем (плавленый)	твердый	0,703	42,2		1,547	1.69 R
Серебро ^[3]	твердый	0,233	24,9		2,44	2.99 Р
Натрий	твердый	1,230	28,23			3.39 R
Стали	твердый	0,466			3,756
Банка	твердый	0,227	27,112		1,659	3.26 R
Титана	твердый	0,523	26,060		2,6384	3.13 R
Вольфрам ^[3]	твердый	0,134	24,8		2,58	2.98 руб.
Уран	твердый	0,116	27,7		2,216	3.33 R
Вода при 100 ° C (пар)	газ	2,080	37,47	28.03		1,12 R
Вода при 25 ° C	жидкость	4,1813	75,327	74,53	4,1796	3.02 R
Вода при 100 ° C	жидкость	4,1813	75,327	74,53	4,2160	3.02 R
Вода при –10 ° C (лед) ^[3]	твердый	2,05	38,09		1,938	1,53 руб.
Цинк ^[3]	твердый	0,387	25,2		2,76	3.03 R
Вещество	Фаза	Изобарическая массовая теплоемкость c _P Дж⋅g ⁻¹ ⋅K ⁻¹	Изобарная мольная теплоемкость C _{P, м} Дж⋅моль ⁻¹ ⋅K ⁻¹	Изохора молярная теплоемкость С _{В, м} J⋅mol ^-1 ⋅K ^-1	Изобарная объемная теплоемкость C _{P, v} Дж⋅см ⁻³ ⋅K ⁻¹	Изохора атомно-молярная теплоемкость в единицах R C _{V, ам} атом-моль ⁻¹

^A Предполагая высоту 194 метра над средним уровнем моря (средняя мировая высота проживания людей), температура в помещении 23 ° C, точка росы 9 ° C (40,85% относительной влажности) и 760 мм рт. Ст. скорректированное барометрическое давление (молярное содержание водяного пара = 1,16%).

^B Расчетные значения
* Данные, полученные расчетным путем. Это касается богатых водой тканей, таких как мозг. Средний показатель для всего тела млекопитающих составляет приблизительно 2,9 Дж⋅см ⁻³ K ⁻¹^[11]

Массовая теплоемкость строительных материалов [ править ]

(Обычно интересует строителей и солнечных дизайнеров)

Массовая теплоемкость строительных материалов
Вещество	Фаза	c _P J⋅g ⁻¹ ⋅K ⁻¹
Асфальт	твердый	0,920
Кирпич	твердый	0,840
Конкретный	твердый	0,880
Стекло , кремнезем	твердый	0,840
Стекло , корона	твердый	0,670
Стекло , кремень	твердый	0,503
Стекло , пирекс	твердый	0,753
Гранит	твердый	0,790
Гипс	твердый	1.090
Мрамор , слюда	твердый	0,880
Песок	твердый	0,835
Почва	твердый	0,800
Воды	жидкость	4,1813
Древесина	твердый	1,7 (от 1,2 до 2,9)
Вещество	Фаза	в _П Дж г ⁻¹ К ⁻¹

См. Также [ править ]

Список теплопроводностей

Ссылки [ править ]

^ Эшби, Шерклифф, Себон, Материалы, Cambridge University Press, Глава 12: Атомы в вибрации: материал и тепло
↑ Страница 183 в: Корнелиус, Флемминг (2008). Медицинская биофизика (6-е изд.). ISBN 978-1-4020-7110-2. (также дает плотность 1,06 кг / л)
^ a b c d e f g «Таблица удельной теплоемкости» .
^ a b Янг; Геллер (2008). Янг и физика колледжа Геллера (8-е изд.). Pearson Education. ISBN 978-0-8053-9218-0.
Перейти ↑ Chase, MW (1998). «Железо» . Национальный институт стандартов и технологий: 1–1951. Cite journal requires |journal= (help)
^ "Справочник свойств материалов, Материал: Литий" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 5 сентября 2006 года. CS1 maint: discouraged parameter (link)
^ «Данные HCV (молярная теплоемкость (cV)) для метанола» . Программное обеспечение Дортмундского банка данных и технология разделения .
^ «Хранение тепла в материалах» . Инженерный инструментарий .
^ Кроуфорд, RJ Ротационное формование пластмасс . ISBN 978-1-59124-192-8.
^ Гаур, Умеш; Вундерлих, Бернхард (1981). «Теплоемкость и другие термодинамические свойства линейных макромолекул. II. Полиэтилен» (PDF) . Журнал физических и химических справочных данных . 10 (1): 119. Bibcode : 1981JPCRD..10..119G . DOI : 10.1063 / 1.555636 .
^ Faber, P .; Гарби, Л. (1995). «Содержание жира влияет на теплоемкость: исследование на мышах». Acta Physiologica Scandinavica . 153 (2): 185–7. DOI : 10.1111 / j.1748-1716.1995.tb09850.x . PMID 7778459 .

[1] Эшби, Шерклифф, Себон, Материалы, Cambridge University Press, Глава 12: Атомы в вибрации: материал и тепло

[biophysics-2] Страница 183 в: Корнелиус, Флемминг (2008). Медицинская биофизика (6-е изд.). ISBN 978-1-4020-7110-2. (также дает плотность 1,06 кг / л)

[hypph-3] «Таблица удельной теплоемкости» .

[txtbk1-4] Янг; Геллер (2008). Янг и физика колледжа Геллера (8-е изд.). Pearson Education. ISBN 978-0-8053-9218-0.

[5] Перейти ↑ Chase, MW (1998). «Железо» . Национальный институт стандартов и технологий: 1–1951. Cite journal requires |journal= (help)

[LiquidLithium-6] "Справочник свойств материалов, Материал: Литий" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 5 сентября 2006 года. CS1 maint: discouraged parameter (link)

[7] «Данные HCV (молярная теплоемкость (cV)) для метанола» . Программное обеспечение Дортмундского банка данных и технология разделения .

[8] «Хранение тепла в материалах» . Инженерный инструментарий .

[Crawford-9] Кроуфорд, RJ Ротационное формование пластмасс . ISBN 978-1-59124-192-8.

[nist-10] Гаур, Умеш; Вундерлих, Бернхард (1981). «Теплоемкость и другие термодинамические свойства линейных макромолекул. II. Полиэтилен» (PDF) . Журнал физических и химических справочных данных . 10 (1): 119. Bibcode : 1981JPCRD..10..119G . DOI : 10.1063 / 1.555636 .

[11] Faber, P .; Гарби, Л. (1995). «Содержание жира влияет на теплоемкость: исследование на мышах». Acta Physiologica Scandinavica . 153 (2): 185–7. DOI : 10.1111 / j.1748-1716.1995.tb09850.x . PMID 7778459 .

[1]