(Назад)
(Cкачать работу)существенно зависит от его кристаллической структуры. Обычно QD - величина порядка нескольких сот К, но может достигать (например, у алмаза) и тысяч К.
У металлов определённый вклад в теплоемкость дают также и электроны проводимости. Эта часть теплоемкости может быть вычислена с помощью квантовой статистики Ферми, которой подчиняются электроны. Электронная теплоемкость металла пропорциональна первой степени абсолютной температуры. Она представляет собой, однако, сравнительно малую величину, её вклад в теплоемкость становится существенным лишь при температурах, близких к абсолютному нулю (порядка нескольких градусов), когда обычная теплоемкость, связанная с колебаниями атомов кристаллической решётки, представляет собой ещё меньшую величину.
3. ПРИМЕРЫ ЗНАЧЕНИЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ
Ниже приводятся значения теплоемкость [ккал/(кг× град)] некоторых газов, жидкостей и твёрдых тел при температуре 0 °С и атмосферном давлении (1 ккал =4,19кдж).
Азот - 6,8, Свинец - 0,030,
Водород - 6,84, Кварц - 0,174,
Железо - 0,104, Спирт этиловый - 0,547,
Медь - 0,091, Алюминий - 0,210.
Вода. - 1,008
4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
Основным экспериментальным методом является калориметрия . Теоретический расчет теплоемкости веществ осуществляется методами статистической термодинамики , но он возможен только для сравнительно простых молекул в состоянии идеального газа и для кристаллов , причем в обоих случаях для расчета требуются экспериментальные данные о строении вещества.
Эмпирические методы определения теплоемкости веществ в состоянии идеального газа основаны на представлении об аддитивности вкладов отдельных групп атомов или химических связей. Имеются различные таблицы групповых атомных вкладов в значение Ср. Для жидкостей , помимо аддитивно-групповых, применяют методы, основанные на использовании термодинамических циклов, позволяющих перейти к теплоемкости жидкости от теплоемкости идеального газа через температурную производную энтальпии испарения .
Для раствора вычисление теплоемкости как аддитивной функции теплоемкости компонентов в общем случае некорректно, т.к. избыточная теплоемкость раствора, как правило, значительна. Для ее оценки требуется привлечение молекулярно-статистической теории растворов. Экспериментально избыточная теплоемкость может быть определена по температурной зависимости энтальпии смешения , после чего возможен расчет Ср раствора.
Теплоемкость гетерогенных систем представляет наиболее сложный случай для термодинамического анализа. На диаграмме состояния перемещение вдоль кривой равновесия фаз сопровождается изменением и р, и Т. Если в процессе нагрева происходит смещение точки фазового равновесия , то это дает дополнительный вклад в теплоемкость, поэтому теплоемкость гетерогенной системы не равна сумме теплоемкостей составляющих ее фаз, но превосходит ее. На фазовой диаграмме при переходе от гомогенного состояния к области существования гетерогенной системы теплоемкость испытывает скачок.
ЗАКЛЮЧЕНИЕПрактическое значение исследований теплоемкости важно для расчетов энергетических балансов процессов в химеских реакторах и других аппаратах химического производства, а также для выбора оптимальных