Таблицы удельной теплоемкости веществ (газов, жидкостей и др.)

Удельная, молярная и объёмная теплоёмкости

Очевидно, что чем больше масса тела, тем больше требуется теплоты для его нагревания, и теплоёмкость тела пропорциональна количеству вещества, содержащегося в нём. Количество вещества может характеризоваться массой или количеством молей. Поэтому удобно пользоваться понятиями удельной теплоёмкости (теплоёмкости единицы массы тела):

c=Cm{\displaystyle c={C \over m}}

и молярной теплоёмкости (теплоёмкости одного моля вещества):

Cμ=Cν,{\displaystyle C_{\mu }={C \over \nu },}

где ν=mμ{\displaystyle \nu ={m \over \mu }} — количество вещества в теле; m{\displaystyle m} — масса тела; μ{\displaystyle \mu } — молярная масса. Молярная и удельная теплоёмкости связаны соотношением Cμ=cμ{\displaystyle C_{\mu }=c\mu }.

Объёмная теплоёмкость (теплоёмкость единицы объёма тела):

C′=CV.{\displaystyle C’={C \over V}.}

Примечания

  1. Для неоднородного (по химическому составу) образца удельная теплоемкость является дифференциальной характеристикой c=dCdm=1ρdCdV{\displaystyle c={\frac {dC}{dm}}={\frac {1}{\rho }}{\frac {dC}{dV}}}, меняющейся от точки к точке. Зависит она в принципе и от температуры (хотя во многих случаях изменяется достаточно слабо при достаточно больших изменениях температуры), при этом строго говоря определяется — вслед за теплоёмкостью — как дифференциальная величина и по температурной оси, т. е. строго говоря следует рассматривать изменение температуры в определении удельной теплоёмкости не на один градус (тем более не на какую-то более крупную единицу температуры), а на малое δT{\displaystyle \delta T} с соответствующим количеством переданной теплоты δQ{\displaystyle \delta Q}. (См. далее основной текст.)
  2. Кельвины (К) здесь можно заменять на градусы Цельсия (°C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная и шкала Цельсия) отличаются друг от друга лишь начальной точкой, но не величиной единицы измерения.
  3. Paul Evans.  (англ.). The Engineering Mindset (16 October 2016). Дата обращения 14 июля 2019.

Теплоёмкость идеального газа в изопроцессах

Адиабатический

В адиабатическом процессе теплообмена с окружающей средой не происходит, то есть dQ={\displaystyle dQ=0}. Однако, объём, давление и температура меняются, то есть dT≠{\displaystyle dT\neq 0}.

Следовательно, теплоёмкость идеального газа в адиабатическом процессе равна нулю: C=dT={\displaystyle C={0 \over dT}=0}.

Изотермический

В изотермическом процессе постоянна температура, то есть dT={\displaystyle dT=0}. При изменении объёма газу передаётся (или отбирается) некоторое количество тепла. Следовательно, теплоёмкость идеального газа равна плюс-минус бесконечности: C→±∞{\displaystyle C\to \pm \infty }


Изохорный

В изохорном процессе постоянен объём, то есть δV={\displaystyle \delta V=0} и, следовательно газ не совершает работы. Первое Начало Термодинамики для изохорного процесса имеет вид:

dU=δQ=νCVdT.(1){\displaystyle dU=\delta Q=\nu C_{V}dT.\qquad (1)}

А для идеального газа

dU=i2νRΔT.{\displaystyle dU={\frac {i}{2}}\nu R\Delta T.}

Таким образом,

CV=i2R,{\displaystyle C_{V}={\frac {i}{2}}R,}

где i{\displaystyle i} — число частиц газа.

Другая формула:

CV=Rγ−1,{\displaystyle C_{V}={\frac {R}{\gamma -1}},}

где γ{\displaystyle \gamma } — показатель адиабаты, R{\displaystyle R} — газовая постоянная газа.

Изобарный

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении обозначается как Cp{\displaystyle C_{p}}. В идеальном газе она связана с теплоёмкостью при постоянном объёме соотношением Майера Cp=Cv+R{\displaystyle C_{p}=C_{v}+R}. Уравнение Майера вытекает из первого начала термодинамики:

δQ=dU+δA,(2){\displaystyle \delta Q=\mathrm {d} U+\delta A,\qquad (2)}.

В рассматриваемом случае, согласно определению теплоёмкости:

δQ=CpdT,{\displaystyle \delta Q=C_{p}\mathrm {d} T,}

Учитываем, что работа газа равна :

δA=d(pV)=nRdT=pdV+Vdp=pdV,(Vdp=)(3){\displaystyle \delta A=\mathrm {d} (pV)=nR\mathrm {d} T\qquad =p\mathrm {d} V\qquad +V\mathrm {d} p\qquad =p\mathrm {d} V\qquad ,(V\mathrm {d} p\qquad =0)(3)}

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона для одного моля газа:

pdV=RdT.(4){\displaystyle p\mathrm {d} V=R\mathrm {d} T.\qquad (4)}

Подставляя уравнение (4) в (3) получаем:

δA=RdT(5){\displaystyle \delta A=R\mathrm {d} T\qquad (5)}

Так как энергия одной молекулы равна <e>=i2kT{\displaystyle <e>={\frac {i}{2}}kT} (6), то и внутренняя энергия в целом и при изобарном процессе будет определяться по соотношению (1). Следовательно, подставляя уравнения (1) и (5) в (2) получаем соотношение Майера.

Молекулярно-кинетическая теория позволяет вычислить значения молярной теплоёмкости для классического идеального газа газов через значение универсальной газовой постоянной исходя из уравнения (6) и предположения, что молекулы газа не взаимодействуют между собой:

  • для общего случая Cp=i+22R,{\displaystyle C_{p}={\frac {i+2}{2}}R,}
  • для одноатомных газов Cp=52R,{\displaystyle C_{p}={\frac {5}{2}}R,} то есть около 20.8 Дж/(моль·К);
  • для двухатомных газов и многоатомных газов с линейными молекуламиCp=72R,{\displaystyle C_{p}={\frac {7}{2}}R,} то есть около 29.1 Дж/(моль·К);
  • для многоатомных газов с нелинейными молекуламиCp=4R,{\displaystyle C_{p}=4R,} то есть около 33.3 Дж/(моль·К).

Теплоёмкости можно также определить исходя из уравнения Майера, если известен показатель адиабаты, который можно измерить экспериментально (например, с помощью измерения скорости звука в газе или используя метод Клемана — Дезорма).

Теплоёмкость реального газа может значительно отклонятся от теплоёмкости идеального газа. Так при температуре в 25 °С и атмосферном давлении атомарный водород имеет теплоёмкость 2,50R , а атомарный кислород — 2,63R. Также теплоёмкость реального газа зависит от температуры.

Литература

  • Артемов А. В. Физическая химия. — М.: Академия, 2013. — 288 с. — (Бакалавриат). — ISBN 978-5-7695-9550-9.
  •  (недоступная ссылка)
  •  (недоступная ссылка)
  •  (недоступная ссылка)
  • Ипполитов Е. Г., Артемов А. В., Батраков В.В. Физическая химия / Под ред. Е. Г. Ипполитова. — М.: Академия, 2005. — 448 с. — (Высшее профессиональное образование). — ISBN 978-5-7695-1456-6.
  •  (недоступная ссылка)
  • Лифшиц Е. М. // Физическая энциклопедия / Ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Советская Энциклопедия, 1992. — Т. 5. — С. 77–78.
  • Лифшиц Е. М. // Большая советская энциклопедия / Ред. А. М. Прохоров. — 3-е издание. — М.: Большая Советская Энциклопедия, 1976. — Т. 25. — С. 451.
  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 5-е, исправленное. — М.: Физматлит, 2006. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 544 с. — ISBN 5-9221-0601-5.
  • // Большая российская энциклопедия. — М.: Большая российская энциклопедия, 2016. — Т. 32. — С. 54.

Внутренняя энергия газа

Внутренняя энергия любой системы — это физическая характеристика, которая равна сумме потенциальной и кинетической энергии. Поскольку в идеальных газах можно пренебречь потенциальной энергией, то для них можно записать равенство:

Где Ek — энергия кинетическая системы. Используя молекулярно-кинетическую теорию и применяя универсальное уравнение состояния Клапейрона-Менделеева, несложно получить выражение для U. Оно записано ниже:

Здесь T, R и n — абсолютная температура, газовая постоянная и количество вещества соответственно. Величина z — это целое число, показывающее количество степеней свободы, которыми обладает молекула газа.

Идеальный газ

Идеальным называется такой газ, частицы которого считаются материальными точками, то есть не имеют размеров, но обладают массой, и у которого вся внутренняя энергия состоит исключительно из кинетической энергии движения молекул и атомов.

Любой реальный газ в идеале никогда не будет удовлетворять описанной модели, поскольку его частицы все же имеют некоторые линейные размеры и взаимодействуют между собой с помощью слабых ван-дер-ваальсовых связей или химических связей другого типа. Однако при низких давлениях и высоких температурах расстояния между молекулами велики, а их кинетическая энергия превышает потенциальную в десятки раз. Все это позволяет применять с высокой степенью точности идеальную модель для реальных газов.

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 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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

Теплоемкости удельные твердых веществ, жидкостей и газов (газов — при постоянном давлении 1 бар абс) + справочные плотности. Вариант для печати.

Твердые вещества. Удельная теплоемкость при 20 °C (если не указано другое).

Теплоемкости удельные твердых веществ, жидкостей и газов (газов — при постоянном давлении 1 бар абс) + справочные плотности.
Вещество Плотность, 10 3 кг/м 3 Удельная теплоемкость, кДж / (кг · К), при 20 oС
Асбест 2,4 0,8
Асбоцемент 1,8 0,96
Асфальт 1,4 0,92
Алюминий 2,7 0,92
Базальт 3,0 0,84
Бакелит 1,26-1,28 1,59
Бетон практическая 1,8-2,2 (до 2,7) 1,00
Бумага сухая 1,34
Вольфрам 19,3 0,15
Гипс 2,3 1,09
Глина 2,3-2,4 0,88
Гранит 2,7 0,75
Графит 2,3 0,84
Грунт песчаный 1,5-2,0 1,10-3,32
Дерево (дуб) 0,7 2,40
Дерево (пихта) 0,5 2,70

Дерево (сосна)

0 ,5 2,70
ДСП 0,7 2,30
Железо 7,8 0,46
Земля влажная 1,9-2,0 2,0
Земля сухая 1,4-1,6 0,84
Земля утрамбованная 1,6-2 1,0-3,0
Зола 0,75 0,80
Золото 19,3 0,13
Известь 0,4-0,7 0,84
Кальцит (известковый шпат) 2,75 0,80
Камень 1,8-3 0,84-1,26
Каолин (белая глина) 2,6 0,88
Картон сухой 1,34
Кварц 0,75
Кирпич 1,8 0,85
Кирпичная кладка 1,8-2,2 0,84-1,26
Кожа 2,65 1,51
Кокс (0-100°С) истинная 1,80-1,95 (кажущаяся 1,0) 0,84
Кокс (100-1000°С) = 1,13
Лед (0°С) 0,92 2,11
Лед (-10°С) = 2,22
Лед (-20°С) = 2,01
Лед (-60°С) = 1,64
Лед сухой (СО2 твердый) 1,97 1,38
Латунь 8,5 0,38
Медь 8,9 0,38
Мрамор 2,7 0,92
Никель 8,9 0,5
Олово 7,3 0,25
Парафин 0,9 2,89
Песчаник глиноизвестняковый 2,2-2,7 0,96
Песчаник керамический = 0,75-0,84
Песчаник красный = 0,71
Полиэтилен 0,90-0,97 2,0-2,3
Полистирол 1,05 1,38
Полиуретан 1,1-1,2 1,38
Полихлорвинил/Поливинилхлорид 0,7-0,8 1,00
Пробка крошка <0,2 1,38
Пробка куском 0,24 2,05
Резина твердая 0,9-1,3 1,42
Свинец 1,4 0,13
Сера ромбическая 2,07 0,71
Серебро 10,5 0,25
Соль каменная 2,3 0,92
Соль поваренная 2,2 0,88
Сталь 7,8 0,46
Стекло оконное 2,5 0,67
Стекловолокно 0,81
Тело человека 1,05 3,47
Уголь бурый (0-100 °С) 1-1,8

20% воды 2,09

60% воды 3,14


в брикетах 1,51

Уголь каменный (0-100 °С) 1,3-1,6 1,17-1,26
Фарфор 2,3 0,8
Хлопок 1,3
Целлюлоза 1,55
Цемент 3,1 (Насыпная =1,2) 0,8
Цинк 7,1 0,4
Чугун 7,4 0,54
Шерсть 1,8
Шифер 1,6-1,8 0,75
Щебень Насыпная 1,2-1,8 0,75-1,00

Жидкости. Удельная теплоемкость при 20 °C (если не указано другое).

Вещество Плотность, 10 3 кг / м 3 Удельная теплоемкость при 20 oС, кДж / (кг · К)
Ацетон 0,79 2,160
Бензин 0,70 2,05
Бензол (10 °C) 0,90 1,42
Бензол (40 °C) 0,88 1,77
Вода 1 ,00 4,18-4,22
Вино 0,97 3,89
Глицерин 1,26 2,66
Гудрон 0,99 2,09
Деготь каменноугольный 0,92-0,96 2,09
Керосин 0,8-0,9 1,88-2,14

Кислота азотная концентрированая

1,52 3,10
Кислота серная концентрированая 1,83 1,34
Кислота соляная 17% 1,07 1,93
Клей столярный 1-1,5 4,19
Масло моторное 0,90 1,67-2,01
Масло оливкковое 0,89 1,84
Масло подсолнечное 0,89 1,84

Морская вода 18°С , 0,5% раствор соли

1,01 4,10
Морская вода 18°С , 3% раствор соли 1,03 3,93
Морская вода 18°С , 6% раствор соли 1,05 3,78
Молоко 1,02 3,93
Нефть 0,80 1,67-2,09
Пиво 1,01 3,85
Ртуть 13,60 0,13
Скипидар 0,86 1,80
Спирт метиловый (метанол) 0,79 2,47
Сприрт нашатырный <1 4,73
Спирт этиловый (этанол) 0,79 2,39
Толуол 1,72
Хлороформ 1,00
Этиленгликоль 2,30

Газы. Удельная теплоемкость при постоянном давлении 1 бар абс, при 20 °C (если не указано другое).

Вещество Химическая формула Плотность при нормальных условиях кг/м 3 = масса 1л в граммах Удельная теплоемкость при постоянном давлении, КДж/(кг*K)
Азот N2 1,25 1,05
Аммиак NH3 1,25 2,24
Аргон Ar 1,78 0,52
Ацетилен C2H2 1,17 1,68
Ацетон C3H6O 2,58
Водород H2 0,09 14,26
Водяной пар H2O 0,59 (при 100 °С) 2,14 (при 100 °С)
Воздух 1,29 1
Гелий He 0,18 5,29
Кислород O2 1,43 0,91
Неон Ne 0,90 1,03
Озон O3 2,14
Пропан C3H8 1,98 1,86
Сероводород H2S 1,54 1,02
Спирт этиловый C2H6O 2,05
Углекислый газ CO2 1,98 ≈1
Хлор Cl2 3,16 0,52

Вырожденный газ

Для вырожденного электронного газа в металлах теплоёмкость определяется формулой

cVe=23m∗32ℏ3μ12kB2T{\displaystyle c_{V}^{e}={\frac {\sqrt {2}}{3}}{\frac {m^{*3/2}}{\hbar ^{3}}}\mu _{0}^{1/2}k_{B}^{2}T},

где m∗{\displaystyle m^{*}} — эффективная масса электронов, ℏ{\displaystyle \hbar } — приведённая постоянная Планка, kB{\displaystyle k_{B}} — постоянная Больцмана, μ{\displaystyle \mu _{0}} — энергия уровня Ферми, T — температура.

Теплоёмкость стремится к нулю при малых температурах, удовлетворяя теореме Нернста и линейно возрастает с температурой. Поскольку теплоёмкость кристаллической решётки при низких температурах пропорциональная кубу температуры (см. закон Дебая), то существует область низких температур, при которых теплоёмкость электронов больше чем теплоёмкость решётки. Однако при более высоких температурах, чем температура Дебая, вклад электронной подсистемы в общую теплоёмкость твёрдого тела не превышает нескольких процентов. Для этих температур справедливо

cVecVL≈kbTμ{\displaystyle {\frac {c_{V}^{e}}{c_{V}^{L}}}\approx {\frac {k_{b}T}{\mu _{0}}}},

где cVL{\displaystyle c_{V}^{L}} — теплоёмкость кристаллической решётки.

Объясняется такое соотношение тем, что вклад в электронную теплоёмкость вносят лишь те электроны, которые имеют энергию, близкую к энергии Ферми. Электроны с энергиями, намного меньшими, чем энергия уровня Ферми, не могут получать тепло, поскольку для увеличения энергии им нужно было бы перейти на близкие энергетические уровни внутри зоны, уже занятые другими электронами. Из-за принципа Паули переход в занятое другим электроном состояние невозможен.

Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ

Приведены значения удельной теплоёмкости при постоянном давлении (Cp).

Таблица I: Стандартные значения удельной теплоёмкости
Вещество Агрегатное состояние Удельная теплоёмкость, кДж/(кг·K)
Водород газ 14,304
Аммиак газ 4,359—5,475
Гелий газ 5,193
Вода (300 К, 27 °C) жидкость 4,1806
Сусло пивное жидкость 3,927
Литий твёрдое тело 3,582
Этанол жидкость 2,438
Лёд (273 К, 0 °C) твёрдое тело 2,11
Водяной пар (373 К, 100 °C) газ 2,0784
Нефтяные масла жидкость 1,670—2,010
Бериллий твёрдое тело 1,825
Азот газ 1,040
Воздух (100 % влажность) газ 1,030
Воздух (сухой, 300 К, 27 °C) газ 1,007
Кислород (O2) газ 0,918
Алюминий твёрдое тело 0,897
Графит твёрдое тело 0,709
Стекло кварцевое твёрдое тело 0,703
Чугун твёрдое тело 0,540
Алмаз твёрдое тело 0,502
Сталь твёрдое тело 0,462
Железо твёрдое тело 0,449
Медь твёрдое тело 0,385
Латунь твёрдое тело 0,370
Молибден твёрдое тело 0,251
Олово (белое) твёрдое тело 0,227
Ртуть жидкость 0,140
Вольфрам твёрдое тело 0,132
Свинец твёрдое тело 0,130
Золото твёрдое тело 0,129
Значения приведены для стандартных условий (T = +25 °C, P = 100 кПа), если это не оговорено особо.
Таблица II: Значения удельной теплоёмкости для некоторых строительных материалов
Вещество Удельная теплоёмкостькДж/(кг·K)
Древесина 1,700
Гипс 1,090
Асфальт 0,920
Талькохлорит 0,980
Бетон 0,880
Мрамор, слюда 0,880
Стекло оконное 0,840
Кирпич керамический красный 0,840 — 0,880
Кирпич силикатный 0,750 — 0,840
Песок 0,835
Почва 0,800
Гранит 0,790
Стекло кронглас 0,670
Стекло флинт 0,503
Сталь 0,470

Таблица удельной теплоемкости пищевых продуктов

В таблице приведены значения средней удельной теплоемкости пищевых продуктов (овощей, фруктов, мяса, рыбы, хлеба, вина и т. д.) в диапазоне температуры 5…20°С и нормальном атмосферном давлении.

Таблица удельной теплоемкости продуктов питания
Продукты C, Дж/(кг·К)
Абрикосы 3770
Ананасы 3684
Апельсины 3730
Арбуз 3940
Баклажаны 3935
Брюква 3810
Ветчина 2140
Вино крепленое 3690
Вино сухое 3750
Виноград 3550
Вишня 3650
Говядина и баранина жирная 2930
Говядина и баранина маложирная 3520
Горох 3684
Грибы свежие 3894
Груши 3680
Дрожжи прессованные 1550…3516
Дыни 3850
Ежевика 3642
Земляника 3684
Зерно пшеничное 1465…1549
Кабачки 3900
Капуста 3940
Картофель 3430
Клубника 3810
Колбасы 1930…2810
Крыжовник 3890
Лимоны 3726
Лук 2638
Макароны не приготовленные 1662
Малина 3480
Мандарины 3770
Маргарин сливочный 2140…3182
Масло анисовое 1846
Масло мятное 2080
Масло сливочное 2890…3100
Масло сливочное топленое 2180
Мед 2300…2428
Молоко сухое 1715…2090
Морковь 3140
Мороженое (при -10С) 2175
Мука 1720
Огурцы 4060
Пастила 2090
Патока 2512…2700
Перец сладкий 3935
Печенье 2170
Помидоры 3980
Пряники 1800…1930
Редис 3970
Рыба жирная 2930
Рыба нежирная 3520
Салат зеленый 4061
Сало топленое 2510
Сахар кусковой 1340
Сахарный песок 720
Свекла 3340
Свинина жирная 260
Свинина нежирная 3010
Слива 3750
Сметана 3010
Смородина черная 3740
Сода 2256
Соль поваренная (2% влажности) 920
Спаржа 3935
Сыр жирный 2430
Творог 3180
Телятина жирная 3180
Телятина нежирная 3520
Тесто заварное 2910
Тыква 3977
Хлеб (корка) 1680
Хлеб (мякиш) 2800
Черешня 3770
Чернослив 3181
Чеснок 3140
Шоколад 2340…2970
Шпинат 3977
Яблоки 3760
Яйцо куриное 3180

Кроме таблиц удельной теплоемкости, вы также можете ознакомиться с подробнейшей таблицей плотности веществ и материалов, которая содержит данные по величине плотности более 500 веществ (металлов, пластика, резины, продуктов, стекла и др.).

  1. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. Учебник для вузов, изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: «Энергия», 1975.
  2. Тепловые свойства металлов и сплавов. Справочник. Лариков Л. Н., Юрченко Ю. Ф. — Киев: Наукова думка, 1985. — 439 с.
  3. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др. Под ред. И. С. Григорьева — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  4. Еремкин А. И., Королева Т. И. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. — М.: Издательство ACB, 2000 — 368 с.
  5. Кириллов П. Л., Богословская Г. П. Тепломассобмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов.
  6. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. М.: «Энергия», 1977. — 344 с. с ил.
  7. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
  8. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
  9. Добрынин В. М., Вендельштейн Б. Ю., Кожевников Д. А. Петрофизика: Учеб. для вузов. 2-ое изд. перераб. и доп. под редакцией доктора физико-математических наук Д. А. Кожевникова — М.: ФГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. — 368 с., ил.
  10. В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2005. — 536 с.
  11. Енохович А. С. Справочник по физике. М.: «Просвещение», 1978. — 415 с. с ил.
  12. Строительная теплотехника СНиП II-3-79. Минстрой России — Москва 1995.
  13. Мустафаев Р. А. Теплофизические свойства углеводородов при высоких параметрах состояния. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 312 с.
  14. Новиченок Н. Л., Шульман З. П. Теплофизические свойства полимеров. Минск, «Наука и техника» 1971. — 120 с.
  15. Шелудяк Ю. Е., Кашпоров Л. Я. и др. Теплофизические свойства компонентов горючих систем. М., 1992. — 184 с.

Удельная, молярная и объёмная теплоёмкости


Основные статьи: Удельная теплоёмкость, Молярная теплоёмкость и Объёмная теплоёмкость

Очевидно, что чем больше масса тела, тем больше требуется теплоты для его нагревания, и теплоёмкость тела пропорциональна количеству вещества, содержащегося в нём. Количество вещества может характеризоваться массой или количеством молей. Поэтому удобно пользоваться понятиями удельной теплоёмкости (теплоёмкости единицы массы тела):

c=Cm{\displaystyle c={C \over m}}

и молярной теплоёмкости (теплоёмкости одного моля вещества):

Cμ=Cν,{\displaystyle C_{\mu }={C \over \nu },}

где ν=mμ{\displaystyle \nu ={m \over \mu }} — количество вещества в теле; m{\displaystyle m} — масса тела; μ{\displaystyle \mu } — молярная масса. Молярная и удельная теплоёмкости связаны соотношением Cμ=cμ{\displaystyle C_{\mu }=c\mu }.

Объёмная теплоёмкость (теплоёмкость единицы объёма тела):

C′=CV.{\displaystyle C’={C \over V}.}

Что можно сказать о низких температурах?

Мы уже знаем, что такое теплоемкость, но если говорить о низких температурах, то как значение будет рассчитываться тогда? Если речь идет о низких температурных показателях, то теплоемкость твердого тела тогда оказывается пропорциональной T 3 или же так называемый закон теплоемкости Дебая. Главный критерий, позволяющий отличить высокие показатели температуры от низких, является обычное сравнение их с характерным для определенного вещества параметром – это может быть характеристическая или температура Дебая qD. Представленная величина устанавливается спектром колебания атомов в продукции и существенно зависит от кристаллической структуры.

У металлов определенный вклад в теплоемкость дают электроны проводимости. Данная часть теплоемкости высчитывается с помощью статистики Ферми-Дирака, в которой учитываются электроны. Электронная теплоемкость металла пропорциональная обычной теплоемкости, представляет собой сравнительно небольшую величину, а вклад в теплоемкость металла она вносит только при температурных показателях, близких к абсолютному нулю. Тогда решеточная теплоемкость становится очень маленькой, и ею можно пренебречь.

Примеры теплоаккумуляторов в жизни

Что это может быть? К примеру, какие-то внутренние кирпичные стены, большая печь или камин, стяжки из бетона.

Мебель в любом доме или квартире является отличным теплоаккумулятором, ведь фанера, ДСП и дерево фактически в три раза больше могут запасаться теплом лишь на килограмм веса, нежели пресловутый кирпич.

Есть ли недостатки в теплоаккумуляторах? Конечно, главный минус данного подхода состоит в том, что теплоаккумулятор требуется проектировать еще на стадии создания макета каркасного дома. Все из-за того, что он отличается большим весом, и это потребуется учесть при создании фундамента, а после еще представить, как данный объект будет интегрирован в интерьер. Стоит сказать, что учитывать придется не только массу, потребуется оценивать в работе обе характеристики: массу и теплоемкость. К примеру, если применять золото с невероятным весом в двадцать тонн на кубометр в качестве теплоаккумулятора, то продукция будет функционировать как нужно лишь на двадцать три процента лучше, нежели бетонный куб, вес которого составляет две с половиной тонны.


С этим читают