Capacitate de căldură molară

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 11 mai 2021; verificarea necesită 1 editare .

Capacitatea termică molară - raportul dintre capacitatea termică și cantitatea de substanță , capacitatea termică a unui mol dintr-o substanță (în principiu, este diferită pentru diferite substanțe, deși în lumina legii Dulong-Petit are o valoare apropiată , și chiar coincide aproximativ într-o gamă destul de largă de schimbări de temperatură pentru multe substanțe [1] ) .

Aceasta este o mărime fizică egală numeric cu cantitatea de căldură care trebuie transferată unui mol dintr-o substanță (data) pentru ca temperatura acesteia să se modifice cu unu [2] , sau — produsul căldurii specifice a unui element și masa sa atomică dă cantitatea de căldură necesară pentru a ridica temperatura 1 mol al acestui element la 1°С (sau echivalent, la 1 K ) [3] .

În Sistemul Internațional de Unități (SI), capacitatea de căldură molară este măsurată în jouli pe mol pe kelvin , J / (mol K) [3] . Uneori sunt folosite și unități derivate, cum ar fi J / (kmol K), sau unități în afara sistemului: calorie / (kg K), etc.

Capacitatea termică molară se notează de obicei prin simbolul sau , uneori fără indice sau cu alt indice (caracterizarea condiţiilor procesului de măsurare, numerotarea subsistemelor etc.). $c_{\mu }$ $C_{\mu }$

Valoarea capacității de căldură molară este afectată de temperatura substanței și de alți parametri termodinamici. De exemplu, măsurarea capacității de căldură molară a apei va da rezultate diferite la 20°C și 60°C.

Formula pentru calcularea capacității termice molare

c={\frac {Q}{\nu \Delta T)),

unde c este capacitatea de căldură molară, Q este cantitatea de căldură primită de substanță în timpul încălzirii (sau eliberată în timpul răcirii), ν este cantitatea de substanță din proba încălzită (răcire), Δ T este diferența dintre final și temperaturile initiale. Capacitatea termică specifică poate depinde (și, în principiu, strict vorbind, întotdeauna - mai mult sau mai puțin puternic - depinde) de temperatură, deci următoarea formulă cu mic (formal infinitezimal) și este mai corectă : $dT$ $\delta Q$

c(T)={\frac {1}{\nu }}\left({\frac {\delta Q}{dT}}\right).

Note

↑ Conform lui Dulong și Petit, capacitatea de căldură molară [la volum și temperatură constantă T ≥ 300 K] a tuturor solidelor (majoritatea elementelor și compușilor simpli) este aproximativ aceeași și egală cu ≈6 cal K −1 mol −1 (≈ 25 J K −1 mol −1 ; reprezintă valoarea medie în procesul izobaric pentru gazele mono- și diatomice).
↑ Practic, conceptul de capacitate termică molară este folosit pentru probe cu o anumită compoziție chimică, și cu atât mai mult cu privire la anumite substanțe, deși această valoare poate fi ușor recalculată (și recalculată) pentru un amestec dintr-o anumită compoziție. Pentru o probă de compoziție chimică variabilă, capacitatea de căldură molară echiparțială este, de asemenea, variabilă (care este netezită, după cum sa menționat mai sus, de legea Dulong-Petit). De asemenea, depinde, în principiu, de temperatură (deși în multe cazuri se modifică destul de slab cu schimbări suficient de mari ale temperaturii), în timp ce, strict vorbind, este determinată - după capacitatea termică - ca mărime diferențială și de-a lungul axei temperaturii, adică, într-un sens restrâns, urmează să luăm în considerare modificarea temperaturii în definiția căldurii specifice nu cu un grad (mai ales nu cu o unitate mai mare de temperatură), ci cu una mică cu cantitatea corespunzătoare de căldură transferată (vezi textul principal de mai jos). $\delta T$ $\delta Q$
↑ 1 2 Kelvin (K) aici poate fi înlocuit cu grade Celsius (°C), deoarece aceste scale de temperatură (absolută și scară Celsius) diferă între ele doar în punctul de plecare, dar nu și în valoarea unității de măsură.

Vezi și

Literatură

Tabele de mărimi fizice. Manual, ed. I.K. Kikoina, M., 1976.
Sivukhin DV Curs general de fizică. - T. II. Termodinamica si fizica moleculara.
Lifshits E. M. Capacitate termică // sub. ed. AM Prokhorova Enciclopedie fizică . - M . : „Enciclopedia Sovietică” , 1998. - T. 2 .
Stabilirea maselor atomice ale elementelor grele. Legea lui Dulong și Petit (+ tabel) / Dickerson R., Gray G., Height J. . Legile de bază ale chimiei: În 2 volume. Pe. din engleza. - M .: Mir, 1982. - 652 p., ill. - T. 1. - S. 291-294