Физические свойства воздуха: плотность, вязкость, удельная теплоемкость

Рассмотрены основные физические свойства воздуха: плотность воздуха, его динамическая и кинематическая вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, число Прандтля и энтропия. Свойства воздуха даны в таблицах в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении.

Удельная теплоемкость вещества

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

• Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Определения

Удельная теплоемкость газа представляет собой величины единицы массы конкретного вещества. Ее единицами измерения являются Дж/(кг·К). Количество теплоты, которое поглощается телом в процессе изменения его агрегатного состояния, связано не только с начальным и конечным состоянием, но и со способом перехода.

Виды теплопередачи

• Теплопередача — это физический процесс передачи тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому.

Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Подразделение

Теплоемкость газов делят на величину, определяемую при неизменном объеме (C_v), постоянном давлении (С_р).

В случае нагревания без изменения давления некоторое количество тепла расходуется на производство работы расширения газа, а часть энергии затрачивается для увеличения внутренней энергии.

Теплоемкость газов при постоянном давлении определяется количеством теплоты, которое расходуется на повышение внутренней энергии.

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при различных температурах

При выполнении тепловых расчетов необходимо знать значение вязкости воздуха (коэффициента вязкости) при различной температуре. Эта величина требуется для вычисления числа Рейнольдса, Грасгофа, Релея, значения которых определяют режим течения этого газа. В таблице даны значения коэффициентов динамической μ и кинематической ν вязкости воздуха в диапазоне температуры от -50 до 1200°С при атмосферном давлении.

Коэффициент вязкости воздуха с ростом его температуры значительно увеличивается. Например, кинематическая вязкость воздуха равна 15,06·10 -6 м 2 /с при температуре 20°С, а с ростом температуры до 1200°С вязкость воздуха становиться равной 233,7·10 -6 м 2 /с, то есть увеличивается в 15,5 раз! Динамическая вязкость воздуха при температуре 20°С равна 18,1·10 -6 Па·с.

При нагревании воздуха увеличиваются значения как кинематической, так и динамической вязкости. Эти две величины связаны между собой через величину плотности воздуха, значение которой уменьшается при нагревании этого газа. Увеличение кинематической и динамической вязкости воздуха (как и других газов) при нагреве связано с более интенсивным колебанием молекул воздуха вокруг их равновесного состояния (согласно МКТ).

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха (в таблице даны значения вязкости, увеличенные в 10 6 раз)

t, °С	μ·10 6 , Па·с	ν·10 6 , м 2 /с	t, °С	μ·10 6 , Па·с	ν·10 6 , м 2 /с	t, °С	μ·10 6 , Па·с	ν·10 6 , м 2 /с
-50	14,6	9,23	70	20,6	20,02	350	31,4	55,46
-45	14,9	9,64	80	21,1	21,09	400	33	63,09
-40	15,2	10,04	90	21,5	22,1	450	34,6	69,28
-35	15,5	10,42	100	21,9	23,13	500	36,2	79,38
-30	15,7	10,8	110	22,4	24,3	550	37,7	88,14
-25	16	11,21	120	22,8	25,45	600	39,1	96,89
-20	16,2	11,61	130	23,3	26,63	650	40,5	106,15
-15	16,5	12,02	140	23,7	27,8	700	41,8	115,4
-10	16,7	12,43	150	24,1	28,95	750	43,1	125,1
-5	17	12,86	160	24,5	30,09	800	44,3	134,8
0	17,2	13,28	170	24,9	31,29	850	45,5	145
10	17,6	14,16	180	25,3	32,49	900	46,7	155,1
15	17,9	14,61	190	25,7	33,67	950	47,9	166,1
20	18,1	15,06	200	26	34,85	1000	49	177,1
30	18,6	16	225	26,7	37,73	1050	50,1	188,2
40	19,1	16,96	250	27,4	40,61	1100	51,2	199,3
50	19,6	17,95	300	29,7	48,33	1150	52,4	216,5
60	20,1	18,97	325	30,6	51,9	1200	53,5	233,7

Расширенная таблица удельной теплоемкости

Вещество	Коэф. теплоемкости (Дж/(кг*К))
Золото	129
Свинец	130
Иридий	134
Вольфрам	134
Платина	134
Ртуть	139
Олово	218
Серебро	234
Цинк	380
Латунь	380
Медь	385
Константан	410
Железо	444
Сталь	460
Высоколегированная сталь	480
Чугун	500
Никель	500
Алмаз	502
Флинт (стекло)	503
Кронглас (стекло)	670
Кварцевое стекло	703
Сера ромбическая	710
Кварц	750
Гранит	770
Фарфор	800
Цемент	800
Кальцит	800
Базальт	820
Песок	835
Графит	840
Кирпич	840
Оконное стекло	840
Асбест	840
Кокс (0. 100 °С)	840
Известь	840
Волокно минеральное	840
Земля (сухая)	840
Мрамор	840
Соль поваренная	880
Слюда	880
Нефть	880
Глина	900
Соль каменная	920
Асфальт	920
Кислород	920
Алюминий	930
Трихлорэтилен	930
Абсоцемент	960
Силикатный кирпич	1000
Полихлорвинил	1000
Хлороформ	1000
Воздух (сухой)	1005
Азот	1042
Гипс	1090
Бетон	1130
Сахар-песок	1250
Хлопок	1300
Каменный уголь	1300
Бумага (сухая)	1340
Серная кислота (100%)	1340
Сухой лед (твердый CO2)	1380
Полистирол	1380
Полиуретан	1380
Резина (твердая)	1420
Бензол	1420
Текстолит	1470
Солидол	1470
Целлюлоза	1500
Кожа	1510
Бакелит	1590
Шерсть	1700
Машинное масло	1670
Пробка	1680
Толуол	1720
Винилпласт	1760
Скипидар	1800
Бериллий	1824
Керосин бытовой	1880
Пластмасса	1900
Соляная кислота (17%)	1930
Земля (влажная)	2000
Вода (пар при 100 °C)	2020
Бензин	2050
Вода (лед при 0 °C)	2060
Сгущенное молоко	2061
Деготь каменноугольный	2090
Ацетон	2160
Сало	2175
Парафин	2200
Древесноволокнистая плита	2300
Этиленгликоль	2300
Этанол (спирт)	2390
Дерево (дуб)	2400
Глицерин	2430
Метиловый спирт	2470
Говядина жирная	2510
Патока	2650
Масло сливочное	2680
Дерево (пихта)	2700
Свинина, баранина	2845
Печень	3010
Азотная кислота (100%)	3100
Яичный белок (куриный)	3140
Сыр	3140
Говядина постная	3220
Мясо птицы	3300
Картофель	3430
Тело человека	3470
Сметана	3550
Литий	3582
Яблоки	3600
Колбаса	3600
Рыба постная	3600
Апельсины, лимоны	3670
Сусло пивное	3927
Вода морская (6% соли)	3780
Грибы	3900
Вода морская (3% соли)	3930
Вода морская (0,5% соли)	4100
Вода	4183
Нашатырный спирт	4730
Столярный клей	4190
Гелий	5190
Водород	14300

Как видно из таблицы теплоемкости веществ, водород имеет самый большой коэфициент. Но и обычная вода имеет неплохой показатель.

Показатель теплоемкости веществ используется, когда нужно сохранить тепло или холод, например, в системах кондиционирования и отопления. Чем больше теплоемкость вещества, тем труднее нагреть его, но и охладить его тоже сложно. Вещества с небольшой теплоемкостью используются так, где нужнен быстрый нагрев или охлаждение.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

Газообразное состояние: особенности, описание

Теплоемкость идеального газа определяется с учетом того, что С_p-С_v=R. Последнюю величину называют универсальной газовой постоянной. Ее величина соответствует 8,314 Дж/(моль·К).

При проведении теоретических вычислений теплоемкости, например описания связи с температурой, недостаточно пользоваться только термодинамическими методами, важно вооружиться элементами статической физики.

Теплоемкость газов предполагает вычисление среднего значения энергии поступательного движения некоторых молекул. Такое движение суммируется из вращательного и поступательного движения молекулы, а также из внутренних колебаний атомов.

В статической физике есть информация о том, что на каждую степень свободы вращательного и поступательного движения приходится для газа величина, которая равна половине универсальной газовой постоянной.

Таблица удельной теплоемкости жидкостей

В таблице представлены значения удельной теплоемкости Cpраспространенных жидкостей при температуре 10…25°С и нормальном атмосферном давлении.

Таблица удельной теплоемкости жидкостейЖидкостиCp, Дж/(кг·К)Азотная кислота (100%-ная) NH31720Анилин C6H5NH22641Антифриз (тосол)2990Ацетон C3H6O2160Бензин2090Бензин авиационный Б-702050Бензол C6H61050Вода H2O4182Вода морская3936Вода тяжелая D2O4208Водка (40% об.)3965Водный раствор хлорида натрия (25%-ный)3300Газойль1900Гидроксид аммония4610Глицерин C3H5(OH)32430Даутерм1590Карборан C2H12B101720Керосин2085…2220Кефир3770Мазут2180Масло АМГ-101840Масло ВМ-41480Масло касторовое2219Масло кукурузное1733Масло МС-202030Масло подсолнечное рафинированное1775Масло ТМ-11640Масло трансформаторное1680Масло хлопковое рафинированное1737Масло ХФ-221640Молоко сгущенное с сахаром3936Молоко цельное3906Нефть2100Парафин жидкий (при 50С)3000Пиво3940Серная кислота (100%-ная) H2SO41380Сероуглерод CS21000Силикон2060Скипидар1800Сливки (35% жирности)3517Сок виноградный2800…3690Спирт метиловый (метанол) CH3OH2470Спирт этиловый (этанол) C2H5OH2470Сыворотка молочная4082Толуол C7H81130Топливо дизельное (солярка)2010Топливо реактивное2005Уротропин C6H12N41470Фреон-12 CCl2F2840Эфир этиловый C4H10O2340

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Интересные факты

У частицы одноатомного газа предполагается три поступательных степени свободы, поэтому удельная теплоемкость газа имеет три поступательные, две вращательные, одну колебательную степени свободы. Закон их равномерного распределения приводит к приравниванию удельной теплоемкости при неизменном объеме к R.

В ходе экспериментов было установлено, что теплоемкость двухатомного газа соответствует величине R. Подобное несоответствие теории с практикой объясняется тем, что теплоемкость идеального газа связана с квантовыми эффектами, поэтому при проведении расчетов важно использовать статистику, базирующуюся на квантовой механике.

Исходя из основ квантовой механики, любая система частиц, которые совершают колебания либо вращения, включая молекулы газа, обладает только некоторыми дискретными значениями энергии.

Если энергии теплового движения будет в системе недостаточно для возбуждения колебаний определенной частоты, подобные движения не вносят своего вклада в суммарную теплоемкость системы.

В итоге конкретная степень свободы становится «замороженной», к ней невозможно применить закон равнораспределения.

Теплоемкость газов – важная характеристика состояния, от которой зависит функционирование всей термодинамической системы.

Температура, при достижении которой закон равнораспределения можно будет применить к колебательной либо вращательной степени свободы, характеризуется квантовой теорией, связывает постоянную Планка с константой Больцмана.

Теплопроводность, температуропроводность, число Прандтля воздуха

В таблице представлены такие физические свойства атмосферного воздуха, как теплопроводность, температуропроводность и его число Прандтля в зависимости от температуры. Теплофизические свойства воздуха даны в интервале от -50 до 1200°С для сухого воздуха. По данным таблицы видно, что указанные свойства воздуха существенно зависят от температуры и температурная зависимость рассмотренных свойств этого газа различна.

Теплопроводность воздуха λ при повышении температуры увеличивается во всем диапазоне, достигая при 1200°С величины 0,0915 Вт/(м·град). Другие теплофизические свойства воздуха такие, как его температуропроводность a и число Прандтля Pr, по-разному реагируют на изменение температуры. Температуропроводность, как и вязкость воздуха сильно зависит от температуры и при нагревании, например с 0 до 1200°С, ее значение увеличивается почти в 17 раз.

Число Прандтля воздуха слабо зависит от температуры и при нагревании этого газа его величина сначала снижается до величины 0,674, а затем начинает расти, и при температуре 1200°С достигает значения 0,724.

Физические свойства атмосферного воздуха — таблица

t, °С	λ·10 2 , Вт/(м·град)	а·10 6 , м 2 /с	Pr	t, °С	λ·10 2 , Вт/(м·град)	а·10 6 , м 2 /с	Pr
-50	2,04	12,7	0,728	170	3,71	45,7	0,682
-40	2,12	13,8	0,728	180	3,78	47,5	0,681
-30	2,2	14,9	0,723	190	3,86	49,5	0,681
-20	2,28	16,2	0,716	200	3,93	51,4	0,68
-10	2,36	17,4	0,712	250	4,27	61	0,677
0	2,44	18,8	0,707	300	4,6	71,6	0,674
10	2,51	20	0,705	350	4,91	81,9	0,676
20	2,59	21,4	0,703	400	5,21	93,1	0,678
30	2,67	22,9	0,701	450	5,48	104,2	0,683
40	2,76	24,3	0,699	500	5,74	115,3	0,687
50	2,83	25,7	0,698	550	5,98	126,8	0,693
60	2,9	27,2	0,696	600	6,22	138,3	0,699
70	2,96	28,6	0,694	650	6,47	150,9	0,703
80	3,05	30,2	0,692	700	6,71	163,4	0,706
90	3,13	31,9	0,69	750	6,95	176,1	0,71
100	3,21	33,6	0,688	800	7,18	188,8	0,713
110	3,28	35,2	0,687	850	7,41	202,5	0,715
120	3,34	36,8	0,686	900	7,63	216,2	0,717
130	3,42	38,6	0,685	950	7,85	231,1	0,718
140	3,49	40,3	0,684	1000	8,07	245,9	0,719
150	3,57	42,1	0,683	1100	8,5	276,2	0,722
160	3,64	43,9	0,682	1200	9,15	316,5	0,724

Будьте внимательны! Теплопроводность воздуха в таблице указана в степени 10 2 . Не забудьте разделить на 100! Температуропроводность воздуха указана в степени 10 6 . Допускается интерполяция значений физических свойств воздуха в приведенных таблицах.

Двухатомные газы

Промежутки между вращательными энергетическими уровнями таких газов составляют незначительное количество градусов. Исключение составляет водород, в котором значение температуры определяется сотнями градусов.

Именно поэтому теплоемкость газа при постоянном давлении сложно описать законом равномерного распределения. В квантовой статистике при определении теплоемкости учитывают, что ее колебательная часть в случае понижения температуры быстро снижается, достигает нулевого значения.

Подобное явление объясняет тот факт, что при комнатных температурах практически нет колебательной части теплоемкости, для двухатомного газа она соответствует постоянной R.

Теплоемкость газа при постоянном объеме в случае низких температурных показателей определяется с помощью квантовой статистики. Существует принцип Нернста, который называют третьим началом термодинамики. Исходя из его формулировки, молярная теплоемкость газа будет убывать при понижении температуры, стремиться к нулевому показателю.

Энтропия сухого воздуха

В таблице представлены значения такого теплофизического свойства воздуха, как удельная энтропия. Значения энтропии даны для сухого воздуха в размерности кДж/(кг·град) в зависимости от температуры и давления. Удельная энтропия указана в таблице в интервале температуры от -50 до 50°С при давлении воздуха от 90 до 110 кПа. Следует отметить, что при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа) и температуре, например 30°С, удельная энтропия воздуха равна 0,1044 кДж/(кг·град).

Источники:

Особенности твердых тел

Если теплоемкость смеси газов можно объяснить с помощью квантовой статистики, то для твердого агрегатного состояния тепловое движение характеризуется незначительными колебаниями частиц вблизи положения равновесия.

У каждого атома есть три колебательные степени свободы, поэтому в соответствии с законом равнораспределения молярную теплоемкость твердого тела можно рассчитать как 3nR, причем n – количество атомов в молекуле.

На практике подобное число является тем пределом, к которому стремится при высоких температурных показателях величина теплоемкости твердого тела.

Максимум можно получить при обычных температурах у некоторых элементов, включая металлы. При n=1 выполняется закон Дюлонга и Пти, а вот для сложных веществ достичь такого предела достаточно сложно. Поскольку в реальности предел невозможно получить, происходит разложение либо плавление твердого вещества.

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.

В первую очередь нужно определиться с удельной массой дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 дерева весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если мы берем стенку, толщина которой составляет 35 см, то путем нехитрых расчетов получим, что удельная масса 1 кв.м дерева составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг. Далее выберем значение температуры, при которой будет происходить накопление тепловой энергии в стенах. Например, это будет происходить в жаркий летний день с температурой воздуха 270С. Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:

1. Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
2. Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
3. Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).

Из произведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стены наибольшим показателем теплоемкости обладает бетон, а наименьшим – дерево. О чем это говорит? Это говорит о том, что в жаркий летний день максимальное количество тепла будет накапливаться в доме, выполненном из бетона, а наименьшее – из дерева.

Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.

История квантовой теории

Основателями квантовой теории считаются Эйнштейн и Дебай в начале двадцатого века. Она базируется на квантовании колебательных движений атомов в определенном кристалле. В случае невысоких температурных показателей теплоемкость твердого тела оказывается в прямо пропорциональной зависимости от абсолютной величины, взятой в кубе. Эта зависимость была названа законом Дебая. В качестве критерия, который позволяет отличать низкие и высокие температурные показатели, берется их сравнение с дебаевской температурой.

Определяется такая величина спектром колебаний атома в теле, поэтому серьезно зависит от особенностей его кристаллической структуры.

QD – это величина, которая имеет несколько сотен К, но, к примеру, у алмаза она существенно выше.

В величину теплоемкости металлов значительный вклад вносят электроны проводимости. Для ее вычисления используют квантовую статистику Ферми. Электронная проводимость для атомов металлов прямо пропорциональна абсолютной температуре. Поскольку она является незначительной величиной, она учитывается только при значениях температуры, стремящихся к абсолютному нулю.

Свойства металлов

Это — одна из важнейших характеристик металлов и сплавов. по плотности металлы делятся на следующие группы:

(плотность не более 5 г/см 3 ) — магний, алюминий, титан и др.:

— (плотность от 5 до 10 г/см 3 ) — железо, никель, медь, цинк, олово и др. (это наиболее обширная группа);

очень тяжелые

(плотность более 10 г/см 3 ) — молибден, вольфрам, золото, свинец и др.

В таблице 2 приведен значения плотности металлов. (Это и последующие таблицы характеризуют свойства тех металлов, которые составляют основу сплавов для художественного литья).

Таблица 2. Плотность металла.

Металл	Плотность г/см 3	Металл	Плотность г/см 3
Магний	1,74	Железо	7,87
Алюминий	2,70	Медь	8,94
Титан	4,50	Серебро	10,50
Цинк	7,14	Свинец	11,34
Олово	7,29	Золото	19,32

Температура плавления.

В зависимости от температуры плавления металл подразделяют на следующие группы:

легкоплавкие

(температура плавления не превышает 600 o С) — цинк, олово, свинец, висмут и др.;

среднеплавкие

(от 600 o С до 1600 o С) — к ним относятся почти половина металлов, в том числе магний, алюминий, железо, никель, медь, золото;

Теплоемкость твердых материалов и жидкостей

Удельная теплоемкость различных твердых веществ при 20 °C (если не указано другое значение температуры)

Название	Cpж кДж/(кг °С)	Название	Cpж кДж/(кг °С)
Асбест	0,80	Мрамор	0,80
Асбоцемент (плиты)	0,96	Панели легкие строительные	1,47. 1,88
Асфальт	0,92	Парафин	2,19
Базальт	0,84	Песчаник глиноизвестковый	0,96
Бакелит	1,59	Песчаник керамический	0,75-0,84
Бетон	1,00	Песчаник красный	0,71
Бумага сухая	1,34	Пластмасса	1.67. 2.09
Волокно минеральное	0,84	Полистирол	1,38
Гипс	1,09	Полиуретан	1,38
Глина	0,88	Полихлорвинил	1,00
Гранит	0,75	Пробка	1,26. 2,51
Графит	0,84	Пробка, крошка	1,38
Грунт песчаный	1.1. 3.2	Резина твердая	1,42
Дерево, дуб	2,40	Сера ромбическая	0,71
Дерево, пихта	2,70	Слюда	0,84
Древесно-волокнистая плита	2,30	Солидол	1,47
Земля влажная	2,0	Соль каменистая	2.1. 3.0
Земля сухая	0,84	Соль каменная	0,92
Земля утрамбованная	1,0-3,0	Соль поваренная	0,88
Зола	0,80	Стекло	0,75-0,82
Известь	0,84	Стекловолокно	0,84
Кальцит	0,80	Тело человека	3,47
Камень	0.84..1,26	Торф	1,67. 2,09
Каолин (белая глина)	0,88	Уголь бурый (О. 1ОО °С )
Картон сухой	1,34	20% воды	2,09
Кварц	0,75	60% воды	3,14
Кизельгур (диатомит)	0,84	в брикетах	1,51
Кирпич	0,84	Уголь древесный	0,75. 1,17
Кирпичная стена	0,84. 1,26	Уголь каменный (0. 100°С)	1,17. 1,26
Кожа	1,51	Фарфор	0,80
Кокс (0. 100°С)	0,84	Хлопок	1,30
(0. 1000°C)	1,13	Целлюлоза	1.55
Лед (0°С)	2.11	Цемент	0,80
(-10°С)	2,22	Чугун	0,55
(-20 °С)	2,01	Шерсть	1,80
(-60 °С )	1,64	Шифер	0,75
Лед сухой (твердая CO2)	1,38	Щебень	0,75. 1,00

Удельная теплоемкость различных жидких веществ при 20 °С (если не указано другое значение температуры)

Название	Cpж кДж/(кг °С)	Название	Cpж кДж/(кг °С)
Ацетон	2,22	Масло минеральное	1,67. 2,01
Бензин	2,09	Масло смазочное	1,67
Бензол (10°С)	1,42	Метиленхлорид	1,13
(40С)	1,77	Метил хлорид	1,59
Вода чистая (0°С)	4,218	Морская вода (18°С)
(10°С)	4,192	0,5% соля	4,10
(20°С)	4,182	3% соля	3,93
(40°С)	4,178	6% соли	3,78
(60°С)	4,184	Нефть	0,88
(80°С)	4,196	Нитробензол	1,47
(100°С)	4,216	Парафин жидкий	2,13
Глицерин	2,43	Рассол (-10°С)
Гудрон	2,09	20% соли	3,06
Деготь каменноугольный	2,09	30% соли	2,64. 2,72
Дифенил	2,13	Ртуть	0,138
Довтерм	1,55	Скипидар	1,80
Керосин бытовой	1,88	Спирт метиловый (метанол)	2,47
Керосин бытовой (100 °С)	2,01	Спирт нашатырный	4,73
Керосин тяжелый	2,09	Спирт этиловый (этанол)	2,39
Кислота азотная 100%-я	3,10	Толуол	1.72
Кислота серная 100%-я	1,34	Трихлорэтилен	0,93
Кислота соляная 17%-я	1,93	Хлороформ	1,00
Кислота угольная (-190°С)	0,88	Этиленгликоль	2,30
Клей столярный	4,19	Эфир кремниевой кислоты	1,47

Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.

Заключение

Изучение теплоемкости позволяет проводить расчеты энергетического баланса процессов, протекающих в химических реакторах, а также в иных аппаратах химического производства. Кроме того, эта величина необходима для подбора оптимальных видов теплоносителей.

В настоящее время осуществляется экспериментальное определение теплоемкости веществ для различных температурных интервалов – от низких значений до высоких величин – основной вариант определения термодинамических характеристик вещества. При проведении вычислений энтропии и энтальпии вещества применяют интегралы теплоемкости. Информация о теплоемкости химических реагентов в определенном температурном интервале позволяет рассчитывать тепловой эффект процесса. Информация о теплоемкости растворов позволяет рассчитывать их термодинамические параметры при любых температурных значениях в рамках анализируемого промежутка.

К примеру, для жидкости характерно расходование части тепла на изменение величины потенциальной энергии реагирующих молекул. Такую величину называют «конфигурационной» теплоемкостью, используют для описания растворов.

Сложно вести полноценные математические вычисления без учета термодинамических характеристик вещества, его агрегатного состояния. Именно поэтому для жидкостей, газов, твердых веществ используют такую характеристику как удельная теплоемкость, позволяющую характеризовать энергетические параметры вещества.