Удельная теплоёмкость (с) — это физическая величина, равная численно количеству теплоты, которое необходимо передать единице массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу.
В системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость обозначается в джоулях на килограмм на кельвин, Дж/(кг·К).
Удельная теплоемкость рассчитывается по следующей формуле:
где Q — количество теплоты, полученное веществом при нагревании,
m — масса нагреваемого или охлаждаемого вещества,
ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.
Удельная теплоемкость воды
Международный Комитет Мер и Весов принял в 1950 г. предложенные В. Дж. де Хаасом значения: cv = (15° С) = 4,1855дж/г · град С (соответствует значению, данному Бэрджем в 1941 г.); отсюда для ср(t °C) получается следующая формула:
Эта формула была дана Осборном, Стимсоном и Гиннингсом.
Во всех последующих таблицах значения с даны в единицах дж/г · град · С
Температура, °С | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 4,2174 | 4,2138 | 4,2104 | 4,2074 | 4,2045 | 4,2019 | 4,1996 | 4,1974 | 4,1954 | 4,1936 |
10 | 4,1919 | 4,1904 | 4,1890 | 4,1877 | 4,1866 | 4,1855 | 4,1846 | 4,1837 | 4,1829 | 4,1822 |
20 | 4,1816 | 4,1810 | 4,1805 | 4,1801 | 4,1797 | 4,1793 | 4,1790 | 4,1787 | 4,1785 | 4,1783 |
30 | 4,1782 | 4,1781 | 4,1780 | 4,1780 | 4,1779 | 4,1779 | 4,1780 | 4,1780 | 4,1781 | 4,1782 |
40 | 4,1783 | 4,1784 | 4,1786 | 4,1788 | 4,1789 | 4,1792 | 4,1794 | 4,1796 | 4,1799 | 4,1801 |
50 | 4,1804 | 4,1807 | 4,1811 | 4,1814 | 4,1817 | 4,1821 | 4,1825 | 4,1829 | 4,1833 | 4,1837 |
60 | 4,1841 | 4,1846 | 4,1850 | 4,1855 | 4,1860 | 4,1865 | 4,1871 | 4,1876 | 4,1882 | 4,1887 |
70 | 4,1893 | 4,1899 | 4,1905 | 4,1912 | 4,1918 | 4,1925 | 4,1932 | 4,1939 | 4,1946 | 4,1954 |
80 | 4,1961 | 4,1969 | 4,1977 | 4,1985 | 4,1994 | 4,2002 | 4,2011 | 4,2020 | 4,2029 | 4,2039 |
90 | 4,2048 | 4,2058 | 4,2068 | 4,2078 | 4,2089 | 4,2100 | 4,2111 | 4,2122 | 4,2133 | 4,2145 |
Удельная теплоемкость тяжелой воды
Даны значения по отношению к обычной воде (ср — 1,000 при 20° С).
Температура, °С | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
Удельная теплоемкость | 1,0097 | 1,0063 | 1,0044 | 1,0037 | 1,0041 |
Удельная теплоемкость ртути
Ртуть имеет минимум удельной теплоемкости при 140° С.
Температура, °С | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 200 |
Удельная теплоемкость ртути | 0,1402 | 0,1394 | 0,1385 | 0,1377 | 0,1373 | (0,137) | (0,134) |
Удельная теплоемкость газов и паров (таблица)
Значения при постоянном давлении относятся обычно к атмосферному давлению.
Газ | Температура | Удельная теплоемкость |
---|---|---|
При постоянном объеме (сp) |
||
Азот 1) | 0 | 0,732 |
Аргон | 0—2 000 | 0,3122 |
Водород 2) | ок. 50 | 10,05 |
Воздух 3) | 0 | 0,718 |
Окись углерода СО | 1000 | 0,950 |
Окись углерода СО | 1800 | 1,002 |
Пары воды | 100 | 1,463 |
Углекислый газ 4) | ок. 55 | 0,691 |
При постоянном давление (cv) |
||
Азота закись N3O | 26—103 | 0,892 |
Азота окись NO | 13—171 | 0,971 |
Азота перекись NO2 | 27—67 | 0,680 |
Аргон | 15 | 0,523 |
Воздух (сухой) | 20 | 1,006 |
Воздух (сухой) | 100 | 1,011 |
Воздух (сухой) | 500 | 1,092 |
Воздух (сухой) | 1000 | 1,192 |
Воздух (сухой) | —100 | 1,008 |
Воздух (сухой) (100 атм) | —80 | 1,902 |
Сероуглерод CS2 | 86—190 | 0,670 |
Скипидар C10H1 | 179—249 | 2,118 |
Спирт метиловый СН2O | 101—223 | 1,917 |
Хлороформ СНСl3 | 27—118 | 0,603 |
Эфир этиловый (C2H5)2O | 25—111 | 1,791 |
1) Для N сv = 0,732 + 0,00067t, t обозначает температуру.
2) Для Н cv уменьшается с увеличением плотности и понижением температуры. 3) Для воздуха cv = 0,7184 + 0,1167р, где р обозначает плотность (г/мл). 4) Для СО2, cv= 0,691 + 0,889Р + 1,42р2. |
Удельные теплоемкости различных веществ — жидкости, сплавы (таблица)
В большинстве случаев значения удельных теплоемкостей, данные в таблице, следует рассматривать как средние приближенные величины.
Вещество | Температура, C | Удельная теплоемкость |
---|---|---|
Различные вещества |
||
Асбест | 20—100 | 0,84 |
Базальт | 20—200 | 0,84—1,00 |
Гранит | 20—100 | 0,80—0,84 |
Кварц SiO2 | 0 | 0,73 |
Кварц SiO2 | 350 | 1,17 |
Кремнезем (плавленый) | 15—200 | 0,84 |
Кремнезем (плавленый) | 15—800 | 1,04 |
Лед | —250 | 0,15 |
Лед | —160 | 1,0 |
Лед | —21—1 | 2,0—2,1 |
Мрамор белый | 18 | 0,88—0,92 |
Парафин | 0—20 | 2,9 |
Песок | 20—100 | 0,80 |
Плавиковый шпат СаF2 | 30 | 0,88 |
Резина | 15—100 | 1,13—2,1 |
Стекло иенское 16»’ | 18 | 0,80 |
Стекло иенское 59»’ | 18 | 0,80 |
Стекло крон | 10—50 | 0,67 |
Стекло пирекс | 26 | 0,78 |
Стекло флинт | 10—50 | 0,50 |
Фарфор | 15—1000 | 1,07 |
Фарфор | 15—200 | 0,75 |
Эбонит | 20—100 | 1,38 |
КСl | —250 | 0,0653 |
КСl | —187 | 0,490 |
КСl | 277 | 0,741 |
NaCl | —248 | 0,0414 |
NaCl | —38 | 0,825 |
NaCl | + 10 | 0,88 |
Сплавы |
||
Латунь желтая | 0 | 0,368 |
Латунь красная (томпак) | 0 | 0,377 |
Константан (эврика) | 18 | 0,410 |
Мягкий припой 1) | — | 0,176 |
Нейзильбер | 0—100 | 0,398 |
Жидкости |
||
Анилин | 15 | 2,15 |
Бензол | 10 | 1,42 |
Бензол | 40 | 1,77 |
Вода морская | 17 | 3,93 |
Глицерин | 18—50 | 2,43 |
Масло касторовое | 20 | 2,13 |
Масло льняное | 20 | 1,84 |
Масло парафиновое | 20—60 | 2,13— 2,26 |
Масло прованское | 7 | 1,97 |
Масло сурепное | 20 | 2,04 |
Рапа | —20 | 2,89 |
Рапа | 0 | 2,97 |
Рапа | 15 | 3,01 |
Скипидар | 18 | 1,76 |
Спермацет | 20 | 2,06 |
Спирт амиловый | 18 | 2,30 |
Спирт метиловый | 12 | 2,52 |
Спирт этиловый | 0 | 2,29 |
Спирт этиловый | 40 | 2,71 |
Толуол | 18 | 1,67 |
Эфир этиловый | 18 | 2,34 |
1) Sn 54%, Pb 46%; удельная теплоемкость = 0,1766 + 0,000159t; |
Отношение удельных теплоемкостей cp и сv для газов и паров
γ — отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме.
Для непосредственного определения γ обычно применяется метод, основанный на адиабатическом расширении газа; для этого можно, например, определять скорость звука в газах. Зная давление или температуру непосредственно после адиабатического расширения (метод Клемана и Дезорма и метод Луммера и Прингсхейма), y можно найти из уравнений:
или
Газ | Температура, C | γ |
---|---|---|
Одноатомные газы |
||
Аргон | 0 | 1,667 |
Гелий | 0 | 1,63 |
Криптон | 19 | 1,689 |
Ксенон | 19 | 1,666 |
Неон | 19 | 1,642 |
Пары ртути | 310 | 1,666 |
Двухатомные газы |
||
Азот | 20 | 1,401 |
Азота окись | — | 1,394 |
Водород | 4—17 | 1,407/8 |
Кислород | 5—14 | 1,400 |
Окись углерода | 1800 | 1,297 |
Воздух (сухой) | —79,3 | 1,405 |
Воздух (сухой) | 0—17 | 1,401/2 |
Воздух (сухой) | 500 | 1,357 |
Воздух (сухой) | 900 | 1,32 |
Воздух (сухой) (200 атм) | 0
—79,3 |
1,828
2,333 |
Трехатомные газы |
||
Азота закись N2O | — | 1,324 |
Азота перекись N2O4 | 20 | 1,172 |
Азота перекись NO2 | 150 | 1,31 |
Аммиак NH3 | — | 1,336 |
Озон | — | 1,29 1) |
Пары воды | 100 | 1,334 |
Сернистый газ | 16—34 | 1,26 |
Сернистый газ | 500 | 1,2 |
Сероводород H2S | — | 1,340 |
Сероуглерод CS2 | — | 1,239 |
Углекислый газ | 4—11 | 1,300 |
Углекислый газ | 300 | 1,22 |
Углекислый газ | 500 | 1,20 |
Многоатомные газы |
||
Ацетилен С2Н2 | — | 1,26 |
Бензол | 20 | 1,40 |
Бензол | 99,7 | 1,105 |
Метан СН4 | — | 1,313- |
Метил бромистый | — | 1,274 |
Метил йодистый | — | 1,286 |
Метил хлористый | 19—30 | 1,279 |
Пропан С3Н8 | — | 1,130 |
Спирт метиловый | 99,7 | 1,256 |
Спирт этиловый | 53 | 1,133 |
Спирт этиловый | 99,8 | 1,134 |
Уксусная кислота | 136,5 | 1,147 |
Хлороформ СНСl3 | 24—42
99,8 |
1,110
1,150 |
Четыреххлористый углерод СС1 | — | 1,130 |
Этан С2Н6 | — | 1,22 |
Этил бромистый | — | 1,188 |
Этил хлористый | 22,7 | 1,187 |
Этилен С2Н4 | — | 1,264 |
Эфир этиловый | 12—20 | 1,024 |
Эфир этиловый | 99,7 | 1,112 |
1) Экстраполировано |
_______________
Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.