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

Montessori Stwórz swoje własne magnesy HEADU
kompas
The Manga Guide Wszechświat
Fizyka jądrowa dla maluchów
Encyklopedia szkolna - Fizyka z astronomią
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.