Таблица удельных теплоемкостей

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]

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

Обратите внимание, что особенно высокие молярные значения, как для парафина, бензина, воды и аммиака, являются результатом расчета удельной теплоемкости в молях молекул . Если удельная теплоемкость этих веществ выражается на моль атомов , ни одно из значений постоянного объема не превышает в сколько-нибудь значительной степени теоретический предел Дюлонга – Пти, составляющий 25 Джмоль. ⁻¹⋅K ⁻¹ = 3 Р на моль атомов (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 много энергии, 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.

Таблица удельной теплоемкости при 25 °C (298 К), если не указано иное. ^{[ нужна ссылка ]} Заметные минимумы и максимумы показаны темно-бордовым цветом .
Вещество	Фаза	Изобарная масса теплоемкость в _П J⋅g ⁻¹⋅K ⁻¹	Молярная теплоемкость, C _P,м и C _V,м J⋅mol ⁻¹⋅K ⁻¹		изобарный объемный теплоемкость C _P,v J⋅cm ⁻³⋅K ⁻¹	изохорный моляр по атому теплоемкость C _{V, утра} mol-atom ⁻¹
Вещество	Фаза	Изобарная масса теплоемкость в _П J⋅g ⁻¹⋅K ⁻¹	изобарный	изохорный	изобарный объемный теплоемкость C _P,v J⋅cm ⁻³⋅K ⁻¹
Воздух (уровень моря, сухой, 0 ° С (273,15 К))	газ	1.0035	29.07	20.7643	0.001297
Воздух (типичный условия в помещении ^А)	газ	1.012	29.19	20.85	0.00121
Алюминий	твердый	0.897	24.2		2.422	2,91 р.
Аммиак	жидкость	4.700	80.08		3.263	3,21 р.
Животные ткани (включая человека) ^[2]	смешанный	3.5			3.7*
Сурьма	твердый	0.207	25.2		1.386	3,03 р.
Аргон	газ	0.5203	20.7862	12.4717
Мышьяк	твердый	0.328	24.6		1.878	2,96 р.
Бериллий	твердый	1.82	16.4		3.367	1,97 р.
Висмут ^[3]	твердый	0.123	25.7		1.20	3,09 р.
Кадмий	твердый	0.231	26.02		2.00	3,13 р.
Углекислый газ CO ₂^[4]	газ	0.839 ^Б	36.94	28.46
Хром	твердый	0.449	23.35		3.21	2,81 р.
Медь	твердый	0.385	24.47		3.45	2,94 р.
Алмаз	твердый	0.5091	6.115		1.782	0,74 р.
Этанол	жидкость	2.44	112		1.925
Бензин (октановое число)	жидкость	2.22	228		1.640
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
Графит	твердый	0.710	8.53		1.534	1,03 р.
Гелий	газ	5.1932	20.7862	12.4717
Водород	газ	14.30	28.82
Сероводород H ₂ S ^[4]	газ	1.015 ^Б	34.60
Железо ^[5]	твердый	0.449	25.09 ^[6]		3.537	3,02 р.
Вести	твердый	0.129	26.4		1.440	3,18 р.
Литий	твердый	3.58	24.8		1.912	2,98 р.
Литий при 181 °C ^[7]	твердый(?)	4.233
Литий при 181 °C ^[7]	жидкость	4.379	30.33		2.242	3,65 р.
Магний	твердый	1.02	24.9		1.773	2,99 р.
Меркурий	жидкость	0.1395	27.98		1.888	3,36 р.
Метан при 2 °C	газ	2.191	35.69
Метанол ^[8]	жидкость	2.14		68.62	1.695
Расплавленная соль (142–540 °C) ^[9]	жидкость	1.56			2.62
Азот	газ	1.040	29.12	20.8
Неон	газ	1.0301	20.7862	12.4717
Кислород	газ	0.918	29.38	21.0
Парафиновый воск С ₂₅ Ч ₅₂	твердый	2,5 (в среднем)	900		2.325
полиэтилен (сорт ротационного формования) ^[10]^[11]	твердый	2.3027			2.15
Кремнезем (плавленный)	твердый	0.703	42.2		1.547
Серебро ^[3]	твердый	0.233	24.9		2.44	2,99 р.
Натрий	твердый	1.230	28.23		1.19	3,39 р.
Сталь	твердый	0.466			3.756
Полагать	твердый	0.227	27.112		1.659	3,26 р.
Титан	твердый	0.523	26.060		2.6384	3,13 р.
вольфрам ^[3]	твердый	0.134	24.8		2.58	2,98 р.
Уран	твердый	0.116	27.7		2.216	3,33 р.
Вода при 100 °C (пар)	газ	2.03	36.5	27.5	1.53
Вода при 25 °C	жидкость	4.1816	75.34	74.55	4.138
Вода при 100 °C	жидкость	4.216 ^{[ сомнительно – обсудить ]}	75.95	67.9	3.77
Вода при −10 °C (лед) ^[3]	твердый	2.05	38.09		1.938
Цинк ^[3]	твердый	0.387	25.2		2.76	3,03 р.
Вещество	Фаза	изобарный масса теплоемкость в _П J⋅g ⁻¹⋅K ⁻¹	изобарный коренной зуб теплоемкость С _П,м J⋅mol ⁻¹⋅K ⁻¹	Изохора коренной зуб теплоемкость C _{V, м} J⋅mol ⁻¹⋅K ⁻¹	изобарный объемный теплоемкость C _P,v J⋅cm ⁻³⋅K ⁻¹	Изохора атом-молярный теплоемкость в единицах Р C _{V, утра} atom-mol ⁻¹

^А 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 760 мм рт. ст. барометрическое давление с поправкой на уровень моря (молярное содержание водяного пара = 1,16%).

^Б 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⋅K ⁻¹^[12]

Массовая теплоемкость строительных материалов

(Обычно представляет интерес для строителей и производителей солнечной энергии)

Массовая теплоемкость строительных материалов
Вещество	Фаза	в _П J⋅g ⁻¹⋅K ⁻¹
Асфальт	твердый	0.920
Кирпич	твердый	0.840
Конкретный	твердый	0.880
Стекло , кремнезем	жидкость	0.840
Стекло , корона	жидкость	0.670
Стекло , кремень	жидкость	0.503
Стекло , боросиликатное	жидкость	0.753
Гранит	твердый	0.790
Гипс	твердый	1.090
Мрамор , слюда	твердый	0.880
Песок	твердый	0.835
Земля	твердый	0.800
Вода	жидкость	4.1813
Древесина	твердый	1,7 (от 1,2 до 2,9)
Вещество	Фаза	в _П J⋅g ⁻¹⋅K ⁻¹

Человеческое тело

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]

См. также

Список теплопроводностей

Ссылки

^ Эшби, Шерклифф, Себон, Материалы, издательство Кембриджского университета, 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)
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г «Таблица удельных теплоемкостей» .
^ Jump up to: ^а ^б Молодой; Геллер (2008). Физика Колледжа Янга и Геллера (8-е изд.). Пирсон Образование. ISBN 978-0-8053-9218-0 .
^ https://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-d_391.html.
^ Чейз, М.В. (1998). "Железо" . Национальный институт стандартов и технологий: 1–1951. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Jump up to: ^а ^б «Справочник по свойствам материалов, материал: литий» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2006 г.
^ «Данные HCV (молярная теплоемкость (cV)) для метанола» . Программное обеспечение банка данных Дортмунда и технологии разделения .
^ «Накопление тепла в материалах» . Инженерный набор инструментов .
^ Кроуфорд, Р.Дж. 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. Бибкод : 1981JPCRD..10..119G . дои : 10.1063/1.555636 .
^ Фабер, П.; Гарби, Л. (1995). «Содержание жира влияет на теплоемкость: исследование на мышах». Acta Physiologica Scandinavica . 153 (2): 185–7. дои : 10.1111/j.1748-1716.1995.tb09850.x . ПМИД 7778459 .
^ 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 .

[1] Эшби, Шерклифф, Себон, Материалы, издательство Кембриджского университета, 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] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г «Таблица удельных теплоемкостей» .

[txtbk1-4] Jump up to: ^а ^б Молодой; Геллер (2008). Физика Колледжа Янга и Геллера (8-е изд.). Пирсон Образование. ISBN 978-0-8053-9218-0 .

[5] ttps://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-d_391.html.

[6] Чейз, М.В. (1998). "Железо" . Национальный институт стандартов и технологий: 1–1951. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[LiquidLithium-7] Jump up to: ^а ^б «Справочник по свойствам материалов, материал: литий» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2006 г.

[8] «Данные HCV (молярная теплоемкость (cV)) для метанола» . Программное обеспечение банка данных Дортмунда и технологии разделения .

[9] «Накопление тепла в материалах» . Инженерный набор инструментов .

[Crawford-10] Кроуфорд, Р.Дж. Ротационное формование пластмасс . ISBN 978-1-59124-192-8 .

[nist-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. дои : 10.1111/j.1748-1716.1995.tb09850.x . ПМИД 7778459 .

[Xu_Rioux_Castellani_2023_pp._235–239-13] 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 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]