جدول ظرفیت گرمایی ویژه

ظرفیت گرمایی یا ظرفیت حرارتی یک کمیت فیزیکی برای یک ماده است، و آن مقدار گرمائی است که اگر به مقدار معینی از آن ماده داده شود دمای آن یک واحد افزایش خواهد یافت.[۱] یکای SI برای ظرفیت حرارتی جول بر کلوین (J / K) است.

ظرفیت گرما یک خاصیت شدتی است. تمرکز این خاصیت در یک مورد مربوط، ظرفیت گرمایی ویژه آن مورد است. تقسیم ظرفیت گرما بر مقدار ماده موجود در یکای مول، ظرفیت حرارتی مولی آن را به دست می‌دهد. ظرفیت گرمای حجمی ظرفیت گرما در هر حجم را اندازه‌گیری می‌کند. از ظرفیت گرما اغلب به عنوان ذخیره حرارتی در معماری و مهندسی عمران برای اشاره به ظرفیت گرمایی یک ساختمان استفاده می‌شود

ظرفیت گرمایی یا یک سامانه با C نشان داده می‌شود که عبارت است از نسبت گرمای مبادله شده با سیستم به تغییر دمای ناشی از مبادله گرما. مفهوم ظرفیت گرمایی فقط در مواردی به کارمی‌رود که مبادله گرما با سیستم تنها باعث تغییر دمای سیستم شود و در مواردی که تغییرفاز ایجاد می‌شود، به کار نمی‌رود. ظرفیت گرمایی به جنس و جرم یک ماده وابسته است.

یکی از پارامترهای بی‌ شماری که به هنگام استفاده از فلزات در ترکیبات تولیدی و پژوهش مواد شیمیایی نقش دارد، ظرفیت گرمایی ویژه است. فرقی نمی‌کند که یک فرد در حال انجام یک واکنش شیمیایی باشد و یا بخواهد ریخته گری کند؛ در هر حال باید اطلاعات دقیقی در مورد ظرفیت گرمایی ویژه‌ی فلزات و ترکیبات خاص در دست داشته باشد.

اگر شما به دنبال جدول مرجعی از فهرست ظرفیت گرمایی ویژه‌ی فلزات و ترکیبات هستید، این مقاله برای شما مفید خواهد بود.
 

تعریف

ظرفیت گرمایی ویژه‌ی یک ماده عبارت است از مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای واحد جرم آن ماده به میزان یک درجه‌ی سلسیوس یا کلوین. مقدار گرمای ویژه‌ی هر ماده به ساختار داخلی مولکول‌های سازنده‌ی آن بستگی دارد. از آن‌ جا که درجه‌ی حرارت، معیار سنجش انرژی جنبشی ماده است، مقدار حرارت لازم برای افزایش دمای یک ماده نسبت مستقیمی با درجه‌ی آزادی داخلی آن دارد. هر چه درجه‌ی آزادی عنصر یا ترکیبی بالاتر باشد، ظریف حرارتی آن بیش‌تر است.

این مقدار عبارت است از حرارت لازم برای افزایش دمای یک گرم از هر ماده‌ای، که در حجم ثابت یا فشار ثابت اندازه گیری می‌شود. دو مقدار به دست آمده تفاوت قابل توجهی با یک دیگر دارند و مقدار ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت (cp) همیشه از مقدار آن در حجم ثابت (cv) بیش‌تر است. واحد مورد استفاده در اندازه گیری آن عبارت است از ژول بر گرم درجه‌ی کلوین (J/g K). هنگامی که ظرفیت گرمایی برای یک مول از ماده‌ای اندازه گیری می‌شود – به جای اندازه گیری آن در یک گرم از ماده – ظرفیت گرمایی مولی ماده به دست می‌آید. این مقدار معمولاً از ظرفیت گرمایی ویژه بزرگ‌تر است.


 

جدول مرجع

جدولی که در زیر ارائه شده، ظرفیت گرمایی ویژه‌ی برخی از فلزات را در فشار ثابت (cp) در بر دارد. شایان ذکر است که مقادیر ارائه شده در این ‌جا، مقادیر مربوط به فلزات در دمای 25 درجه‌ی سلسیوس هستند.
 

عنصر فلزی	ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت (25 درجه‌ی سلسیوس)  J / g K
آلومینیوم	0.897
آنتیمون	0.207
بیسموت	0.123
کادمیوم	0.231
کروم	0.449
مس	0.385
طلا	0.129
آهن	0.450
لیتیوم	3.58
سرب	0.129
جیوه	0.1395
منیزیوم	1.02
نقره	0.233
قلع	0.227
روی	0.387
تنگستن	0.134

چارت ظرفیت گرمایی ویژه‌ی ترکیبات خاص

امکان ندارد که بتوانیم مقدار ظرفیت گرمایی ویژه‌ی تمام ترکیبات را ارائه دهیم. به این ترتیب بر ترکیباتی متمرکز می‌شویم که بیش‌تر مورد استفاده هستند.
 

ترکیب / مخلوط	ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت ( 25 درجه سلسیوس) J / g K
هوا در 0 درجه سلسیوس	1.0035
آمونیاک	4.700
سولفید هیدروژن	1.015
متان در 2 درجه سلسیوس	2.191
پارافین جامد	2.5
پلی اتیلن جامد	2.3027
یخ ( -10 درجه سلسیوس)	2.11
آب (25 درجه سلسیوس)	4.1813
اتیل الکل در 20 درجه سلسیوس	2.4

اگر شما آن‌چه را که به دنبال آن هستید در جداول بالا نیافتید، پیشنهاد می‌کنیم که به مجلات علمی مراجعه نموده و لیست ظرفیت گرمایی موجود در آن‌ها را بررسی کنید. از آن‌جا که ظرفیت گرمایی ترکیبات کاملاً ثابت نیست، شما باید به جدولی مراجعه کنید که ظرفیت گرمایی ویژه‌ی مواد را در دماهای مختلف ارائه داده باشد. چنین جداولی تنها در مجلات علمی یافت می‌شوند.