La siguiente tabla de capacidades caloríficas específicas da la capacidad calorífica volumétrica , así como la capacidad calorífica específica de algunas sustancias y materiales de ingeniería, y (cuando corresponda) la capacidad calorífica molar .
Generalmente, el parámetro más constante es notablemente la capacidad calorífica volumétrica (al menos para sólidos), que es notablemente alrededor del valor de 3 megajulios por metro cúbico por kelvin : [1]
Tenga en cuenta que los valores molares especialmente altos , como para la parafina, la gasolina, el agua y el amoníaco, resultan de calcular los calores específicos en términos de moles de moléculas . Si el calor específico se expresa por mol de átomos para estas sustancias, ninguno de los valores de volumen constante excede, en gran medida, el límite teórico de Dulong-Petit de 25 J⋅mol −1 ⋅K −1 = 3 R por mol de átomos (consulte la última columna de esta tabla). La parafina, por ejemplo, tiene moléculas muy grandes y, por lo tanto, una alta capacidad calorífica por mol, pero como sustancia no tiene una capacidad calorífica notable en términos de volumen, masa o átomo-mol (que es solo 1,41 R por mol de átomos , o menos de la mitad de la mayoría de los sólidos, en términos de capacidad calorífica por átomo).
En la última columna, las grandes desviaciones de sólidos a temperaturas estándar del valor de la ley de Dulong-Petit de 3 R , generalmente se deben a un bajo peso atómico más una alta fuerza de unión (como en el diamante), lo que hace que algunos modos de vibración tengan demasiada energía para ser disponible para almacenar energía térmica a la temperatura medida. Para los gases, la desviación de 3 R por mol de átomos en esta tabla generalmente se debe a dos factores: (1) falla de los modos de vibración espaciados por energía cuántica más altos en las moléculas de gas para ser excitados a temperatura ambiente, y (2) pérdida de energía potencial grado de libertad para las moléculas de gas pequeñas, simplemente porque la mayoría de sus átomos no están unidos al máximo en el espacio a otros átomos, como sucede en muchos sólidos.
Sustancia | Fase | Capacidad calorífica de masa isobárica c P J⋅g −1 ⋅K −1 | Capacidad calorífica molar isobárica C P, m J⋅mol −1 ⋅K −1 | Capacidad calorífica molar de isocoro C V, m J⋅mol −1 ⋅K −1 | Capacidad calorífica volumétrica isobárica C P, v J⋅cm −3 ⋅K −1 | Isochore átomo- capacidad calorífica molar en unidades de R C V, am átomo-mol −1 |
---|---|---|---|---|---|---|
Aire (nivel del mar, seco, 0 ° C (273,15 K)) | gas | 1,0035 | 29.07 | 20.7643 | 0,001297 | ~ 1,25 R |
Aire ( condiciones típicas de la habitación A ) | gas | 1.012 | 29.19 | 20,85 | 0,00121 | ~ 1,25 R |
Aluminio | sólido | 0,897 | 24,2 | 2.422 | 2,91 R | |
Amoníaco | líquido | 4.700 | 80.08 | 3.263 | 3,21 R | |
Tejido animal (incluido el humano) [2] | mezclado | 3,5 | 3,7 * | |||
Antimonio | sólido | 0,207 | 25,2 | 1.386 | 3,03 R | |
Argón | gas | 0.5203 | 20.7862 | 12.4717 | 1,50 R | |
Arsénico | sólido | 0.328 | 24,6 | 1.878 | 2,96 R | |
Berilio | sólido | 1,82 | 16,4 | 3.367 | 1,97 R | |
Bismuto [3] | sólido | 0,123 | 25,7 | 1,20 | 3,09 R | |
Cadmio | sólido | 0,231 | 26.02 | 3,13 R | ||
Dióxido de carbono CO 2 [4] | gas | 0,839 B | 36,94 | 28,46 | 1,14 R | |
Cromo | sólido | 0,449 | 23.35 | 2,81 R | ||
Cobre | sólido | 0.385 | 24,47 | 3,45 | 2,94 R | |
Diamante | sólido | 0.5091 | 6.115 | 1,782 | 0,74 R | |
Etanol | líquido | 2,44 | 112 | 1.925 | 1,50 R | |
Gasolina (octano) | líquido | 2.22 | 228 | 1,64 | 1.05 R | |
Vidrio [3] | sólido | 0,84 | 2.1 | |||
Oro | sólido | 0,129 | 25.42 | 2.492 | 3,05 R | |
Granito [3] | sólido | 0,790 | 2.17 | |||
Grafito | sólido | 0,710 | 8.53 | 1.534 | 1.03 R | |
Helio | gas | 5.1932 | 20.7862 | 12.4717 | 1,50 R | |
Hidrógeno | gas | 14.30 | 28,82 | 1,23 R | ||
Sulfuro de hidrógeno H 2 S [4] | gas | 1.015 B | 34,60 | 1.05 R | ||
Hierro | sólido | 0.412 | 25.09 [5] | 3.537 | 3.02 R | |
Dirigir | sólido | 0,129 | 26,4 | 1,44 | 3,18 R | |
Litio | sólido | 3,58 | 24,8 | 1.912 | 2,98 R | |
Litio a 181 ° C [6] | líquido | 4.379 | 30,33 | 2.242 | 3,65 R | |
Magnesio | sólido | 1.02 | 24,9 | 1.773 | 2,99 R | |
Mercurio | líquido | 0.1395 | 27,98 | 1.888 | 3,36 R | |
Metano a 2 ° C | gas | 2.191 | 35,69 | 0,85 R | ||
Metanol [7] | líquido | 2.14 | 68,62 | 1,38 R | ||
Sal fundida (142–540 ° C) [8] | líquido | 1,56 | 2,62 | |||
Nitrógeno | gas | 1.040 | 29.12 | 20,8 | 1,25 R | |
Neón | gas | 1.0301 | 20.7862 | 12.4717 | 1,50 R | |
Oxígeno | gas | 0,918 | 29,38 | 21,0 | 1,26 R | |
Cera de parafina C 25 H 52 | sólido | 2.5 (promedio) | 900 | 2.325 | 1,41 R | |
Polietileno (grado de rotomoldeo) [9] [10] | sólido | 2.3027 | ||||
Sílice (fundida) | sólido | 0,703 | 42,2 | 1.547 | 1,69 R | |
Plata [3] | sólido | 0,233 | 24,9 | 2,44 | 2,99 R | |
Sodio | sólido | 1.230 | 28.23 | 3,39 R | ||
Acero | sólido | 0,466 | 3.756 | |||
Estaño | sólido | 0,227 | 27.112 | 1,659 | 3,26 R | |
Titanio | sólido | 0.523 | 26.060 | 2.6384 | 3,13 R | |
Tungsteno [3] | sólido | 0,134 | 24,8 | 2,58 | 2,98 R | |
Uranio | sólido | 0,116 | 27,7 | 2.216 | 3.33 R | |
Agua a 100 ° C (vapor) | gas | 2.080 | 37,47 | 28.03 | 1,12 R | |
Agua a 25 ° C | líquido | 4.1813 | 75.327 | 74,53 | 4.1796 | 3.02 R |
Agua a 100 ° C | líquido | 4.1813 | 75.327 | 74,53 | 4.2160 | 3.02 R |
Agua a -10 ° C (hielo) [3] | sólido | 2,05 | 38.09 | 1.938 | 1,53 R | |
Zinc [3] | sólido | 0.387 | 25,2 | 2,76 | 3,03 R | |
Sustancia | Fase | Capacidad calorífica de masa isobárica c P J⋅g −1 ⋅K −1 | Capacidad calorífica molar isobárica C P, m J⋅mol −1 ⋅K −1 | Capacidad calorífica molar de isocoro C V, m J⋅mol −1 ⋅K −1 | Capacidad calorífica volumétrica isobárica C P, v J⋅cm −3 ⋅K −1 | Isochore átomo- capacidad calorífica molar en unidades de R C V, am átomo-mol −1 |
A Suponiendo una altitud de 194 metros sobre el nivel medio del mar (la altitud media mundial de habitación humana), una temperatura interior de 23 ° C, un punto de rocío de 9 ° C (40,85% de humedad relativa) y 760 mmHg barométrico corregido al nivel del mar. presión (contenido molar de vapor de agua = 1,16%).
B Valores calculados
* Datos derivados por cálculo. Esto es para tejidos ricos en agua como el cerebro. La cifra promedio de todo el cuerpo para los mamíferos es aproximadamente 2.9 J⋅cm −3 ⋅K −1 [11]
Capacidad calorífica masiva de materiales de construcción.
(Por lo general, de interés para constructores y diseñadores solares)
Sustancia | Fase | c P J⋅g −1 ⋅K −1 |
---|---|---|
Asfalto | sólido | 0,920 |
Ladrillo | sólido | 0,840 |
Hormigón | sólido | 0,880 |
Vidrio , sílice | sólido | 0,840 |
Vidrio , corona | sólido | 0,670 |
Vidrio , pedernal | sólido | 0.503 |
Vidrio , pyrex | sólido | 0,753 |
Granito | sólido | 0,790 |
Yeso | sólido | 1.090 |
Mármol , mica | sólido | 0,880 |
Arena | sólido | 0,835 |
Tierra | sólido | 0,800 |
Agua | líquido | 4.1813 |
Madera | sólido | 1,7 (1,2 a 2,9) |
Sustancia | Fase | c P J⋅g −1 ⋅K −1 |
Ver también
- Lista de conductividades térmicas
Referencias
- ^ Ashby, Shercliff, Cebon, Materiales, Cambridge University Press, Capítulo 12: Átomos en vibración: material y calor
- ^ Página 183 en: Cornelius, Flemming (2008). Biofísica médica (6ª ed.). ISBN 978-1-4020-7110-2. (también da una densidad de 1.06 kg / L)
- ^ a b c d e f g "Tabla de Calores Específicos" .
- ^ a b Joven; Geller (2008). Young and Geller College Physics (8ª ed.). Educación Pearson. ISBN 978-0-8053-9218-0.
- ^ Chase, MW (1998). "Hierro" . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología: 1–1951. Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ "Manual de propiedades de materiales, material: litio" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de septiembre de 2006.
- ^ "Datos de HCV (capacidad calorífica molar (cV)) para metanol" . Software de banco de datos de Dortmund y tecnología de separación .
- ^ "Almacenamiento de calor en materiales" . La caja de herramientas de ingeniería .
- ^ Crawford, RJ Moldeo rotacional de plásticos . ISBN 978-1-59124-192-8.
- ^ Gaur, Umesh; Wunderlich, Bernhard (1981). "Capacidad calorífica y otras propiedades termodinámicas de macromoléculas lineales. II. Polietileno" (PDF) . Revista de datos de referencia físicos y químicos . 10 (1): 119. Código bibliográfico : 1981JPCRD..10..119G . doi : 10.1063 / 1.555636 .
- ^ Faber, P .; Garby, L. (1995). "El contenido de grasa afecta la capacidad calorífica: un estudio en ratones". Acta Physiologica Scandinavica . 153 (2): 185–7. doi : 10.1111 / j.1748-1716.1995.tb09850.x . PMID 7778459 .