Таблица удельных теплоемкостей

Для некоторых веществ и технических материалов включает объемные и молярные значения.

В таблице удельной теплоемкости указаны объемная теплоемкость , а также удельная теплоемкость некоторых веществ и технических материалов, а также (если применимо) молярная теплоемкость .

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

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

Обратите внимание, что особенно высокие молярные значения, как для парафина, бензина, воды и аммиака, являются результатом расчета удельной теплоемкости в молях молекул . Если для этих веществ удельная теплоемкость выражается на моль атомов , ни одно из значений постоянного объема не превышает в сколько-нибудь значительной степени теоретический предел Дюлонга – Пти , составляющий 25 Дж⋅моль ^-1 ⋅K ^-1 = 3  R на моль атомы (см. последний столбец этой таблицы). Например, парафин имеет очень большие молекулы и, следовательно, высокую теплоемкость на моль, но как вещество он не обладает замечательной теплоемкостью с точки зрения объема, массы или атом-моль (что составляет всего 1,41 Р  на моль атомов). или менее половины большинства твердых веществ (в пересчете на теплоемкость на атом). Предел Дюлонга-Пти также объясняет, почему плотные вещества с очень тяжелыми атомами, такие как свинец, имеют очень низкую массовую теплоемкость.

В последнем столбце основные отклонения твердых тел при стандартных температурах от значения закона Дюлонга-Пти, равного 3  R , обычно происходят из-за низкого атомного веса плюс высокой прочности связи (как в алмазе), что приводит к тому, что некоторые моды вибрации имеют слишком большую энергию, чтобы их можно было использовать. доступен для хранения тепловой энергии при измеренной температуре. Для газов отклонение от 3  R на моль атомов обычно обусловлено двумя факторами: (1) неспособностью мод колебаний с более высокой квантовой энергией в молекулах газа возбудиться при комнатной температуре и (2) потерей потенциальной энергии. степень свободы для малых молекул газа просто потому, что большинство их атомов не связаны максимально в пространстве с другими атомами, как это происходит во многих твердых телах.

^A Предполагая высоту 194 метра над средним уровнем моря (средняя высота человеческого жилья по всему миру), температуру в помещении 23 °C, точку росы 9 °C (относительная влажность 40,85%) и барометрическое давление 760 мм рт. ст. с поправкой на уровень  моря . давление (молярное содержание водяного пара = 1,16%).

^B Расчетные значения
*Данные получены расчетным путем. Это для тканей, богатых водой, таких как мозг. Средний показатель для всего тела млекопитающих составляет примерно 2,9 Дж⋅см ^-3 ⋅К ^{-1 [12].}

Массовая теплоемкость строительных материалов

(Обычно представляет интерес для строителей и производителей солнечной энергии)

Тело человека

Удельная теплоемкость тела человека, рассчитанная по измеренным значениям отдельных тканей, равна 2,98 кДж · кг-1 · °С-1. Это на 17% ниже, чем ранее широко использовавшееся, исходя из неизмеренных значений 3,47 кДж · кг-1 · °C-1. Вклад мышц в удельную теплоту тела составляет примерно 47%, а вклад жира и кожи — примерно 24%. Удельная теплоемкость тканей колеблется от ~0,7 кДж · кг-1 · °С-1 для зуба (эмаль) до 4,2 кДж · кг-1 · °С-1 для глаза (склера). ^[13]

Смотрите также

• Список теплопроводностей

Рекомендации

1. Эшби, Шерклифф, Себон, Материалы, издательство Кембриджского университета, Глава 12: Атомы в вибрации: материал и тепло
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)
3. «Таблица удельных теплоемкостей».
4. Янг; Геллер (2008). Физика Колледжа Янга и Геллера (8-е изд.). Пирсон Образование. ISBN 978-0-8053-9218-0.
5. https://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-d_391.html.
6. Чейз, MW (1998). "Железо". Национальный институт стандартов и технологий: 1–1951. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
7. «Справочник по свойствам материалов, Материал: литий» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2006 г.
8. «Данные HCV (молярная теплоемкость (кВ)) для метанола» . Программное обеспечение банка данных Дортмунда и технологии разделения .
9. «Накопление тепла в материалах». Инженерный набор инструментов .
10. Кроуфорд, Р. Дж. Ротационное формование пластмасс . ISBN 978-1-59124-192-8.
11. Гаур, Умеш; Вундерлих, Бернхард (1981). «Теплоемкость и другие термодинамические свойства линейных макромолекул. II. Полиэтилен» (PDF) . Журнал физических и химических справочных данных . 10 (1): 119. Бибкод : 1981JPCRD..10..119G. дои : 10.1063/1.555636.
12. Фабер, П.; 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. ПМИД  7778459.
13. Сюй, Сяоцзян; Риу, Тимоти П.; Кастеллани, Майкл П. (2023). «Удельная теплоемкость человеческого тела ниже, чем считалось ранее: набор инструментов журнала «Температура». Температура . 10 (2): 235–239. дои : 10.1080/23328940.2022.2088034. ISSN  2332-8940. ПМЦ 10274559 . ПМИД  37332308.