Målet med arbetet
Bestäm experimentellt värdena för luftens genomsnittliga värmekapacitet i temperaturområdet från t 1 till t 2, fastställa beroendet av luftens värmekapacitet på temperaturen.
1. Bestäm den effekt som går åt till gasuppvärmning från t 1
innan t 2 .
2. Fixa värdena på luftflödet i ett givet tidsintervall.
Riktlinjer för laboratorieförberedelser
1. Arbeta igenom avsnittet i kursen ”Värmekapacitet” enligt rekommenderad litteratur.
2. Bekanta dig med den här metodguiden.
3. Förbered protokoll för laboratoriearbete, inklusive nödvändigt teoretiskt material relaterat till detta arbete (beräkningsformler, diagram, grafer).
Teoretisk introduktion
Värmekapacitet- den viktigaste termofysiska storheten, som direkt eller indirekt ingår i alla värmetekniska beräkningar.
Värmekapacitet kännetecknar ett ämnes termofysiska egenskaper och beror på gasens molekylvikt μ temperatur t, tryck R, antalet frihetsgrader för molekylen i, från processen där värme tillförs eller avlägsnas p = konst, v =konst. Värmekapaciteten beror mest på gasens molekylvikt μ . Så till exempel är värmekapaciteten för vissa gaser och fasta ämnen
Så desto mindre μ , ju mindre ämne som finns i en kilomol och desto mer värme måste tillföras för att ändra gasens temperatur med 1 K. Det är därför väte är ett mer effektivt kylmedel än till exempel luft.
Numeriskt definieras värmekapacitet som mängden värme som måste bringas till 1 kg(eller 1 m 3), ett ämne som ändrar sin temperatur med 1 K.
Eftersom mängden tillförd värme dq beror på processens karaktär, då beror värmekapaciteten också på processens karaktär. Samma system i olika termodynamiska processer har olika värmekapacitet - cp, CV, c n. Av största praktiska betydelse är cp Och CV.
Enligt den molekylär-kinematiska teorin om gaser (MKT), för en given process, beror värmekapaciteten endast på molekylvikten. Till exempel värmekapacitet cp Och CV kan definieras som
För luft ( k = 1,4; R = 0,287 kJ/(kg· TO))
kJ/kg
För en given idealgas beror värmekapaciteten endast på temperatur, d.v.s.
Kroppens värmekapacitet i denna process kallas värmeförhållandet dq erhålls av kroppen med en oändligt liten förändring i dess tillstånd till en förändring i kroppstemperatur genom dt
Sann och genomsnittlig värmekapacitet
Under den verkliga värmekapaciteten hos arbetsvätskan förstås:
Den sanna värmekapaciteten uttrycker värdet av arbetsvätskans värmekapacitet vid en punkt för givna parametrar.
Mängden överförd värme. uttryckt genom den verkliga värmekapaciteten, kan beräknas med ekvationen
Skilja på:
Linjärt beroende av värmekapacitet på temperatur
Var A- värmekapacitet vid t= 0 °С;
b = tgα - lutningsfaktor.
Icke-linjärt beroende av värmekapacitet på temperatur.
Till exempel för syre skrivs ekvationen som
kJ/(kg K)
Under medelvärmekapacitet med t förstå förhållandet mellan mängden värme i process 1-2 och motsvarande temperaturförändring
kJ/(kg K)
Den genomsnittliga värmekapaciteten beräknas som:
Var t = t 1 + t 2 .
Beräkning av värme enligt ekvationen
svårt, eftersom tabellerna anger värdet på värmekapaciteten. Därför värmekapaciteten i intervallet från t 1 till t 2 måste bestämmas av formeln
.
Om temperaturen t 1 och t 2 bestäms experimentellt, sedan för m kg gas, bör mängden överförd värme beräknas enligt ekvationen
Medium med t Och Med den verkliga värmekapaciteten är relaterad till ekvationen:
För de flesta gaser, desto högre temperatur t, desto högre värmekapacitet med v, med sid. Rent fysiskt betyder det att ju varmare gasen är, desto svårare är det att värma den ytterligare.
Värmekapacitet är en termofysisk egenskap som bestämmer kropparnas förmåga att ge eller ta emot värme för att ändra kroppstemperaturen. Förhållandet mellan mängden värme som tillförs (eller avlägsnas) i en given process och en temperaturförändring kallas kroppens (kroppssystem) värmekapacitet: C = dQ / dT, där är den elementära mängden värme; - en elementär temperaturförändring.
Värmekapaciteten är numeriskt lika med den mängd värme som måste tillföras systemet för att höja dess temperatur med 1 grad under givna förhållanden. Enheten för värmekapacitet är J/K.
Beroende på kroppens kvantitativa enhet till vilken värme tillförs i termodynamik, särskiljs massa, volym och molär värmekapacitet.
Massvärmekapacitet är värmekapaciteten per massaenhet för arbetsvätskan, c \u003d C / m
Enheten för massa värmekapacitet är J/(kg×K). Massvärmekapacitet kallas också specifik värmekapacitet.
Volumetrisk värmekapacitet är värmekapaciteten per volymenhet av arbetsvätskan, där och är kroppens volym och densitet under normala fysiska förhållanden. C'=c/V=cp. Volumetrisk värmekapacitet mäts i J / (m 3 × K).
Molär värmekapacitet - värmekapacitet, relaterad till mängden arbetsvätska (gas) i mol, C m = C / n, där n är mängden gas i mol.
Molär värmekapacitet mäts i J/(mol×K).
Massa och molär värmekapacitet är relaterade till följande förhållande:
Den volymetriska värmekapaciteten hos gaser uttrycks i termer av molar som
Där m 3 / mol är den molära volymen av gas under normala förhållanden.
Mayers ekvation: C p - C v \u003d R.
Med tanke på att värmekapaciteten inte är konstant, utan beror på temperatur och andra termiska parametrar, skiljer man mellan sann och genomsnittlig värmekapacitet. I synnerhet, om du vill betona beroendet av arbetsvätskans värmekapacitet på temperaturen, skriv det som C(t) och specifikt - som c(t). Vanligtvis förstås sann värmekapacitet som förhållandet mellan den elementära mängden värme som rapporteras till ett termodynamiskt system i varje process och en oändligt liten ökning av temperaturen i detta system orsakad av den tillförda värmen. Vi kommer att betrakta C(t) den verkliga värmekapaciteten för det termodynamiska systemet vid en systemtemperatur lika med t 1 , och c(t) - den verkliga specifika värmekapaciteten för arbetsvätskan vid dess temperatur lika med t 2 . Då kan den genomsnittliga specifika värmen för arbetsvätskan när dess temperatur ändras från t 1 till t 2 bestämmas som
Vanligtvis ger tabellerna medelvärdena för värmekapaciteten cf för olika temperaturintervall, med start från t 1 \u003d 0 0 C. Därför, i alla fall när den termodynamiska processen äger rum i temperaturområdet från t 1 till t 2, i vilken t 1 ≠ 0, mängden Processens specifika värme q bestäms med hjälp av tabellvärdena för medelvärmekapaciteten c cf enligt följande.
Detta är mängden värme som måste rapporteras till systemet för att öka dess temperatur med 1 ( TILL) i frånvaro av användbart arbete och konstansen hos motsvarande parametrar.
Om vi tar ett enskilt ämne som ett system, då systemets totala värmekapacitetär lika med värmekapaciteten för 1 mol av ett ämne () gånger antalet mol ().
Värmekapaciteten kan vara specifik och molär.
Specifik värmeär mängden värme som krävs för att höja temperaturen på en massaenhet av ett ämne med 1 hagel(intensivt värde).
Molär värmekapacitetär mängden värme som krävs för att höja temperaturen på en mol av ett ämne med 1 hagel.
Skilj mellan sann och genomsnittlig värmekapacitet.
Inom tekniken används vanligtvis begreppet medelvärmekapacitet.
Mediumär värmekapaciteten för ett visst temperaturområde.
Om ett system som innehåller en mängd av ett ämne eller en massa fick veta mängden värme och systemets temperatur ökade från till , då kan du beräkna den genomsnittliga specifika eller molära värmekapaciteten:
Sann molär värmekapacitet- detta är förhållandet mellan en oändligt liten mängd värme som ges av 1 mol av ett ämne vid en viss temperatur och den temperaturökning som observeras i detta fall.
Enligt ekvation (19) är värmekapacitet, liksom värme, inte en tillståndsfunktion. Vid konstant tryck eller volym, enligt ekvationerna (11) och (12), får värme, och följaktligen värmekapacitet, egenskaperna hos en tillståndsfunktion, det vill säga de blir karakteristiska funktioner för systemet. Således erhåller vi isokorisk och isobarisk värmekapacitet.
Isokorisk värmekapacitet- den mängd värme som måste rapporteras till systemet för att höja temperaturen med 1 om processen sker kl.
Isobarisk värmekapacitet- mängden värme som måste rapporteras till systemet för att höja temperaturen med 1 kl.
Värmekapaciteten beror inte bara på temperaturen, utan också på systemets volym, eftersom det finns interaktionskrafter mellan partiklar som förändras med en förändring av avståndet mellan dem, därför används partiella derivator i ekvationerna (20) och (21) .
Entalpin för en idealgas, liksom dess inre energi, är endast en funktion av temperaturen:
och i enlighet med Mendeleev-Clapeyron-ekvationen, alltså
Därför, för en ideal gas i ekvationerna (20), (21), kan partiella derivator ersättas med totala differentialer:
Från den gemensamma lösningen av ekvationerna (23) och (24), med hänsyn till (22), får vi ekvationen för förhållandet mellan och för en idealgas.
Genom att dividera variablerna i ekvationerna (23) och (24) kan vi beräkna förändringen i intern energi och entalpi när 1 mol av en idealgas värms upp från temperatur till
Om värmekapaciteten kan anses vara konstant i det angivna temperaturområdet, får vi som ett resultat av integrationen:
Låt oss fastställa förhållandet mellan den genomsnittliga och sanna värmekapaciteten. Förändringen i entropi, å ena sidan, uttrycks av ekvation (27), å andra sidan,
Genom att likställa de rätta delarna av ekvationerna och uttrycka den genomsnittliga värmekapaciteten har vi:
Ett liknande uttryck kan erhållas för den genomsnittliga isokoriska värmekapaciteten.
Värmekapaciteten hos de flesta fasta, flytande och gasformiga ämnen ökar med stigande temperatur. Beroendet av värmekapaciteten hos fasta, flytande och gasformiga ämnen på temperaturen uttrycks av en empirisk ekvation av formen:
Var A, b, c och - empiriska koefficienter beräknade på basis av experimentella data om , och koefficienten avser organiska ämnen, och - oorganiska. Värdena på koefficienterna för olika ämnen anges i handboken och är endast tillämpliga för det specificerade temperaturområdet.
Värmekapaciteten hos en idealgas beror inte på temperaturen. Enligt den molekylära kinetiska teorin är värmekapaciteten per en frihetsgrad lika med (frihetsgraden är antalet oberoende typer av rörelse i vilka en molekyls komplexa rörelse kan brytas ned). En monoatomisk molekyl kännetecknas av translationell rörelse, som kan delas upp i tre komponenter i enlighet med tre inbördes vinkelräta riktningar längs tre axlar. Därför är den isokoriska värmekapaciteten för en monoatomisk idealgas
Då bestäms den isobariska värmekapaciteten för en monoatomisk idealgas enligt (25) av ekvationen
Diatomiska molekyler av en idealgas, förutom tre grader av frihet för translationell rörelse, har också 2 grader av frihet för rotationsrörelse. Därav.
är mängden värme som tillförs 1 kg av ett ämne när dess temperatur ändras från T 1 till T 2 .
1.5.2. Gasernas värmekapacitet
Gasernas värmekapacitet beror på:
typ av termodynamisk process (isokorisk, isobarisk, isotermisk, etc.);
typ av gas, dvs. på antalet atomer i molekylen;
gastillståndsparametrar (tryck, temperatur, etc.).
A) Inverkan av typen av termodynamisk process på en gass värmekapacitet
Mängden värme som krävs för att värma samma mängd gas i samma temperaturområde beror på typen av termodynamisk process som utförs av gasen.
|
|
I isobarisk process (R= const), används värme inte bara på att värma gasen med samma mängd som i den isokoriska processen, utan också på att utföra arbete när kolven höjs med en area på (Fig. 1.2) b). Värmekapaciteten hos en gas i en isobar process betecknas med symbolen Med R .
Eftersom, enligt villkoret, i båda processerna värdet är detsamma, så i den isobariska processen på grund av det arbete som utförs av gasen, värdet. Därför, i en isobar process, värmekapaciteten Med R Med υ .
Enligt Mayers formel för idealisk gas
eller . (1.6)
B) Gastypens inverkan på dess värmekapacitet Det är känt från den molekylärkinetiska teorin om en idealgas som
där är antalet translations- och rotationsgrader av rörelsefrihet för molekyler i en given gas. Sedan
, A 
.
(1.7)
En monoatomisk gas har tre translationsgrader av frihet för en molekyls rörelse (fig. 1.3) A), dvs. .
En diatomisk gas har tre translationsgrader av rörelsefrihet och två grader av frihet för rotationsrörelse för molekylen (fig. 1.3) b), dvs. . På liknande sätt kan det visas för en triatomisk gas.
Sålunda beror gasernas molära värmekapacitet på antalet frihetsgrader för molekylär rörelse, d.v.s. på antalet atomer i molekylen, och den specifika värmen beror också på molekylvikten, eftersom värdet på gaskonstanten beror på det, vilket är olika för olika gaser.
C) Inverkan av gastillståndsparametrar på dess värmekapacitet
Värmekapaciteten för en idealgas beror endast på temperaturen och ökar med ökande T.
Monatomiska gaser är ett undantag, eftersom deras värmekapacitet är praktiskt taget oberoende av temperaturen.
Den klassiska molekylärkinetiska teorin om gaser gör det möjligt att ganska exakt bestämma värmekapaciteten hos monoatomiska idealgaser i ett brett temperaturområde och värmekapaciteten hos många diatomiska (och till och med triatomiska) gaser vid låga temperaturer.
Men vid temperaturer som avsevärt skiljer sig från 0 o C visar sig de experimentella värdena för värmekapaciteten hos två- och polyatomära gaser vara betydligt annorlunda än de som förutsägs av den molekylär-kinetiska teorin.
I värmetekniska beräkningar används vanligtvis experimentella värden på gasernas värmekapacitet, presenterade i form av tabeller. I detta fall kallas värmekapaciteten som bestämts i experimentet (vid en given temperatur). Sann värmekapacitet. Och om i experimentet mättes mängden värme q, som spenderades på en betydande ökning av temperaturen på 1 kg gas från en viss temperatur T 0 till temperatur T, dvs. på T = T T 0 , sedan förhållandet
kallad mitten gasens värmekapacitet i ett givet temperaturområde.
Vanligtvis i referenstabeller anges värdena för den genomsnittliga värmekapaciteten vid värdet T 0 motsvarande noll grader Celsius.
Värmekapacitet riktig gas beror, förutom temperatur, även på tryck på grund av påverkan av intermolekylära interaktionskrafter.
Systemets inre energi kan förändras som ett resultat av värmeöverföring. Det vill säga, om värme tillförs systemet i mängden dQ och arbete inte utförs dW = 0, då enligt termodynamikens I-lag
dU = dQ – dW = dQ
Värme - ett sätt att ändra den interna energin i systemet utan att ändra de externa parametrarna (dV = 0 ® dW = 0), detta mikroskopisk sätt att omvandla energi.
När en viss mängd värme dQ absorberas av systemet, ökar dess inre energi med dU (enligt formel (6.32.)). En ökning av inre energi leder till en ökning av intensiteten i rörelsen av partiklarna som utgör systemet. Enligt resultaten av statistisk fysik är medelhastigheten för molekyler relaterad till temperaturen
De där. absorption av systemet av en viss mängd värme dQ leder till en ökning av systemets temperatur med en mängd dT proportionell mot dQ.
dT = konst. dQ (6,33)
Relation (6.33) kan skrivas om i annan form:
dQ=C. dT eller , (6,34)
där C är en konstant som kallas värmekapacitet system.
Så, värmekapacitet - detta är den mängd värme som krävs för att värma det termodynamiska systemet med en grad på Kelvin-skalan.
Systemets värmekapacitet beror på:
a) systemets sammansättning och temperatur;
b) systemstorlek;
c) de förhållanden under vilka värmeöverföringen sker.
 |
Schema 6.6. Typer av värmekapacitet
De där. C (värmekapacitet), liksom Q, är en funktion av processen, inte ett tillstånd, och hänvisar till omfattande parametrar.
Beroende på mängden av det uppvärmda ämnet skiljer de:
1) specifik värme C sp, avsedd 1 kg eller 1 g av ett ämne;
2) molär (molar) värmekapacitet C m, avses 1 mol av ett ämne.
Dimension (C-slag) = J / g. TILL
(C m) \u003d J / mol. TILL
Det finns ett samband mellan specifik och molär värmekapacitet
C m \u003d C-slag. M, (6,35)
där M är molmassan.
Vid beskrivning av fysikaliska och kemiska processer används vanligtvis den molära värmekapaciteten C m (vi kommer inte att skriva indexet i framtiden).
Det finns också mitten Och Sann värmekapacitet.
Genomsnittlig värmekapacitet är förhållandet mellan en viss mängd värme och temperaturskillnaden
(6.36)
Verklig värmekapacitet C kallas förhållandet mellan en oändligt liten mängd värme dQ, som måste bringas till en mol av ett ämne, till ett oändligt litet temperaturökning - dT.
Låt oss fastställa förhållandet mellan den sanna och genomsnittliga värmekapaciteten.
För det första,
För det andra uttrycker vi Q från formel (6.36) 
(6,37). Å andra sidan, från formel (6.34) ® dQ = CdT (6.38). Vi integrerar (6.38) i intervallet T 1 - T 2 och erhåller
Jämställ rätt delar av uttryck (6.37) och (6.39)
Härifrån 
(6.40)
Denna ekvation relaterar den genomsnittliga värmekapaciteten till den sanna C.
Den genomsnittliga värmekapaciteten beräknas i temperaturområdet från T 1 till T 2 . Ofta väljs intervallet från OK till T, d.v.s. den nedre gränsen T 1 = OK, och den övre har ett variabelt värde, dvs. från ett visst intervall går vi över till ett obestämt intervall. Sedan tar ekvationen (6.40) formen:
Beräkningen kan utföras grafiskt om värdena för den verkliga värmekapaciteten vid flera temperaturer är kända. Beroendet C = f(T) representeras av kurvan AB i fig. 1. 1.
 |
Ris. 6.7. Grafisk definition av medelvärmekapaciteten
Integralen i uttrycket (6.40) är arean av figuren T 1 ABT 2.
Genom att mäta arean bestämmer vi alltså
(6.42)
Tänk på värdet på systemets värmekapacitet under vissa förhållanden:
Enligt termodynamikens I-lag dQ V = dU. För enkla system är intern energi en funktion av volym och temperatur U = U (V,T)
Värmekapacitet under dessa förhållanden
(6.43)
dQ p = dH. För enkla system H = H(p,T);
Värmekapacitet
(6.44)
C p och C V - värmekapacitet vid konstant p och V.
Om vi betraktar 1 mol av ett ämne, dvs. C p och C V - molära värmekapaciteter
dQ V = C V dT, dQ p = C p dT (6,45)
För "n" mol ämne dQ V = nC V dT, dQ p = nC p dT
Baserat på uttryck (6.45), finner vi
(6.46)
Genom att känna till beroendet av ett ämnes värmekapacitet på temperaturen, enligt formel (6.46), kan man beräkna förändringen i systemets entalpi i intervallet T 1 ¸T 2. Som bastemperatur väljs T 1 = OK eller 298,15 K. I detta fall kallas skillnaden i entalpier H (T) - H (298) högtemperaturkomponenten av entalpi.
Låt oss hitta sambandet mellan С р och С V . Från uttryck (6.43) och (6.44) kan vi skriva:
Från termodynamikens I-lag, med hänsyn till endast mekaniskt arbete för ett enkelt system, för vilket U = U(V,T)
dQ = dU + pdV = 
de där. 
(6.49)
Byt ut dQ från uttryck (6.46) till (6.48) och (6.49) och få:
För ett enkelt system kan volymen betraktas som en funktion av tryck och temperatur, d.v.s.
V = V(p,T)® dV = 
under villkoret p = const dp = 0, 
de där. 
Härifrån 
,
Således 
(6.51)
För 1 mol idealgas pV = RT,
C p – C V =
För 1 mol verklig gas och tillämpning av van der Waals ekvation leder till följande uttryck:
C p – C V = 
För verkliga gaser C p - C V > R. Denna skillnad ökar med ökande tryck, eftersom med ökande tryckökningar , förknippade med interaktionen av verkliga gasmolekyler med varandra.
För ett fast ämne vid normal temperatur C p – C V< R и составляет примерно 1 Дж/(моль. К). с понижением температуры разность С p – C V уменьшается и при Т ® ОК С p – C V ® 0.
Värmekapaciteten har egenskapen additivitet, d.v.s. värmekapacitet hos en blandning av två ämnen
(6.52)
I allmänhet
,
där x i - andelen ämnen "I" i blandningen.
Värmekapacitet är en av de viktigaste termodynamiska egenskaperna hos enskilda ämnen.
För närvarande finns det noggranna metoder för att mäta värmekapacitet inom ett brett temperaturområde. Teorin om värmekapacitet för en enkel fast substans vid låga tryck har utvecklats ganska tillfredsställande. Enligt den molekylära kinetiska teorin om värmekapacitet, för en mol gas, finns det R/2 för varje frihetsgrad. De där. eftersom den molära värmekapaciteten för en idealgas vid konstant volym
C V \u003d C n + C in + C till + C e, (6,53)
där C n är värmekapaciteten hos gasen som är associerad med molekylers translationella rörelse,
Från in - med roterande,
C till - med oscillerande,
och С e - med elektroniska övergångar, då för en monoatomisk idealgas С V = 3/2R,
för diatomiska och linjära triatomära molekyler
C V \u003d 5 / 2R + C till
för icke-linjära polyatomiska molekyler
C V \u003d 3R + C till
Värmekapaciteten C k, associerad med atomernas oscillerande rörelse i en molekyl, lyder kvantmekanikens lagar och motsvarar inte lagen om enhetlig fördelning av energi över frihetsgrader.
C e i formel (6.53) tas inte med i beräkningen, C e är värmekapaciteten som är associerad med elektroniska övergångar i molekylen. Övergången av elektroner till en högre nivå under inverkan av värmeöverföring är endast möjlig vid temperaturer över 2000 K.
Värmekapaciteten för fasta ämnen med ett atomärt kristallgitter kan beräknas med hjälp av Debye-ekvationen:
C V \u003d C D (x), 
,
där q är den karakteristiska temperaturen;
n m är den maximala karakteristiska vibrationsfrekvensen för atomer i en molekyl.
När temperaturen stiger tenderar C V för fasta ämnen med ett atomärt kristallgitter mot gränsvärdet C V ® 3R. Vid mycket låga temperaturer
C V ~ T 3 (T< q/12).
Värmekapaciteten C p enligt de experimentella värdena för C V (eller vice versa) för ämnen med ett atomärt kristallgitter kan beräknas med hjälp av ekvationen:
C p \u003d C V (1 + 0,0214 C V )
För ett komplext fast eller flytande ämne finns det ännu ingen bra teori. Om experimentella data om värmekapacitet inte är tillgängliga kan det uppskattas med empiriska regler
1) Dulong och Petits regel: atomvärmekapaciteten vid konstant volym för en enkel fast substans är ungefär 25 J/(mol K)
Regeln gäller vid höga temperaturer (nära smältpunkten för det fasta ämnet) för grundämnen vars atommassa är större än kaliums. Som Boltzmann visade kan det kvalitativt underbyggas av den kinetiska teorin:
C V » 25 J/(mol. K)(3R)
2) Neumann-Kopp-regeln (additivitetsregeln) bygger på antagandet att värmekapaciteten hos element inte förändras under bildandet av kemiska bindningar
Med sv-va \u003d 25n
där n är antalet atomer i molekylen.
Värmekapaciteter närmare de experimentella värdena erhålls enligt Neumann-Kopp-regeln, om vi tar värdena för atomvärmekapaciteter som presenteras i Tabell 1 för lätta element. 6.1.
Tabell 6.1.
Atomvärmekapacitet för lätta element
För andra grundämnen, C p 0 » 25,94 J/(mol. K).
3) Additivitetsregeln ligger till grund för Kelly-formeln, som är giltig för högkokande rena oorganiska vätskor (BeO, BeCl 2 , MgBr 2, etc.):
där n är antalet atomer i molekylen som utgör molekylen av det oorganiska ämnet.
För smälta element med d- och f-elektroner når C vid 42¸50 J / (mol. K).
4) Ungefärlig beräkningsmetod för organiska vätskor, med användning av atomgruppskomponenter av värmekapacitet
De senare erhölls genom att analysera experimentella data för ett stort antal föreningar, av vilka några är sammanfattade i tabell. 6.2.
Tabell 6.2.
Vissa värden för atomgruppens komponenter i värmekapaciteten
| atom eller grupp | Cp, J/ (mol. K) | atom eller grupp | Cp, J/ (mol. K) |
| –CH 3 | 41,32 | -HANDLA OM- | 35,02 |
| -CH 2 - | 26,44 | -S- | 44,35 |
| CH– | 22,68 | –Cl | 35,98 |
| –CN | 58,16 | –Br | 15,48 |
| -ÅH 2 | 46,02 | C 6 H 5 - | 127,61 |
| C=O(estrar) | 60,75 | –NH 2 (aminer) | 63,6 |
| C=O(ketoner) | 61,5 | – NEJ 2 | 64,02 |
Beroende av värmekapacitet på temperatur
Värmekapaciteten hos fasta, flytande och gasformiga ämnen ökar med temperaturen. Endast värmekapaciteten hos monoatomiska gaser är praktiskt taget oberoende av T (till exempel He, Ar och andra ädelgaser). Det mest komplexa C(T)-beroendet observeras för ett fast ämne. Beroende С(Т) studeras experimentellt, eftersom teorin är inte väl utvecklad.
Vanligtvis uttrycks beroendet av atomär och molär värmekapacitet på temperatur i form av interpolationsekvationer.
C p \u003d a + b. T + s. T 2 (för organiska ämnen) (6,53)
C p \u003d a + b. T + c / . T -2 (för oorganiska ämnen)
Koefficienterna a, b, c, c / - konstanta värden som är karakteristiska för ett givet ämne beräknas på basis av experimentella data och är giltiga i ett visst temperaturområde.
