مقدمه
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.
