logo

Ciepło molowe

Ciepło molowe C jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania jednego mola substancji o jeden stopień temperatury (1 K lub 1°C).

Aby obliczyć ciepło molowe stosujemy wzór:

c_w=\frac{Q}{m\cdot \Delta T}

gdzie:

  • C - ciepło molowe,
  • Q - ilość ciepła dostarczanego do układu (ciała),
  • n - liczność materii, czyli ilość substancji w molach,
  • ΔT - przyrost temperatury.

Jednostką ciepła molowego jest J/(mol·K).

Cechą charakterystyczną ciepła molowego jest fakt, że zawsze odnosi się do ilości substancji zawierającej taką samą liczbę molekuł, równą liczbie Avogadra (NA=6,023·1023 1/mol).

Ciepło molowe zależy od tego, czy ciepło dostarcza się do układu przy stałym ciśnieniu (Cp), czy też w stałej objętości (CV). Dla gazów różnica ta jest zwykle duża, a dla gazu doskonałego prawdziwa jest zależność:

Cp-CV=R

gdzie:

  • R - stała gazowa równa około 8,31446 J/(mol·K).

Poziom zaawansowany

Wzór na ciepło molowe w zapisie różniczkowym:

c_w=\frac{1}{m}(\frac{dQ}{dT})

Wzór przedstawiony na początku artykułu jest prawdziwy, gdy C nie zależy od temperatury.

Ciepło molowe gazu

Na podstawie kinetycznej teorii gazu wiemy zgodnie z zasadą ekwipartycji energii wiemy, że dla każdego stopnia swobody energia kinetyczna jest równa:

wzór.

Energia wewnętrzna 1 mola gazu jest równa:

wzór,

a ciepła molowe:

C_V=\frac{i}{2}R\\
C_p=\frac{i+2}{2}R

gdzie i - liczba stopni swobody.

Zatem:

  • dla gazu jednoatomowego Cv=3/2R i Cp=5/2R,
  • dla gazu dwuatomowego Cv=5/2R i Cp=7/2R.

Związek między ciepłem molowym a ciepłem właściwym

Pomiędzy ciepłem molowym a ciepłem właściwym zachodzi następująca zależność:

C=M·cw

gdzie M oznacza masę 1 mola substancji (masę molową).

Tablice

Poniższe tablice zawierają wartości ciepła molowego dla wybranych substancji w warunkach normalnych.

Ciepło właściwe substancji stałych

Substancja Ciepło molowe Cp
[J/(mol·K)]
aluminium 24,34
miedź 24,52
ołów 26,44
złoto 25,23

Ciepło właściwe gazów

Substancja Ciepło molowe Cp
[J/(mol·K)]
Ciepło molowe CV
[J/(mol·K)]
hel 20,9 12,8
argon 20,8 12,7
wodór cząsteczkowy 20,8 20,5
tlen cząsteczkowy 29,4 27
azot 29,1 20,8


Ciekawostki

Ciepło molowe wody o temperaturze nieco powyżej 0°C jest około 2 razy większe niż ciepło molowe wody o temperaturze 100°C.



© medianauka.pl, 2021-04-10, ART-4013

 

Mol

Mol

Jeden mol zawiera dokładnie 6,022 140 76×1023 obiektów elementarnych. Liczba ta jest ustaloną wartością liczbową stałej Avogadra NA wyrażonej w jednostce mol-1 i jest nazywana liczbą Avogadra.

Ciepło

Ciepło

Ciepło Q jest to sposób przekazywania energii do układu termodynamicznego, w wyniku czego zmienia się jego energia wewnętrzna i zmiana ta nie jest wywołana przez pracę sił zewnętrznych.

Ciepło właściwe

Ciepło właściwe

Ciepło właściwe jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 kg masy ciała o jedną jednostkę temperatury (1 K lub 1°C).








Polecamy w naszym sklepie

Astronomia ogólna
POZA ZIEMIĘ HISTORIA LOTÓW MIĘDZYPLANETARNYCH
Lupy
wahadło Newtona
Fizyka kwantowa dla maluchów
Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© ® Media Nauka 2008-2021 r.