78831 Strona037 (2)

buchu) przebiega ze stosunkowo małą prędkością, należy uznać za najbardziej celowe posługiwanie się przy obliczeniach wartościami ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu.

(1)

jest

(2)

Cząsteczkowe ciepła właściwe gazów w stałej objętości i przy Htałym ciśnieniu są związane równaniem: c_p — c_v + R,

ladzie R — stała gazowa równa 1,987 cal/mol • °C.

Zgodnie z kinetyczną teorią gazów, energia mola gazu równa

„ UiT

gdzie i — liczba stopni swobody ruchu cząsteczek.

Dla gazów jednoatomowych liczba ta wynosi 3, dla dwuatomo-wych — 5, dla wieloatomowych — 6.

Ciepło właściwe gazu c_v można obliczyć ze wzoru:

. ^iI(

c_{0 t)} .    (3)

Oto obliczone wartości c_v w cal/mol • °C:

dla gazów jednoatomowych    2,97

dla gazów dwuatomowych    4,95 ,

dla gazów wieloatomowych    5,94

Cząsteczkowe ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu c₃ można óbliczyć ze wzoru (1).

Oto wartości c_p w cal/mol • °C:

dla gazów jednoatomowych    4,95

dla gazów dwuatomowych    6,93

dla gazów wieloatomowych    7,92

Dane doświadczalne nie zawsze potwierdzają obliczone teoretycznie wartości dla gazów dwuatomowych i szczególnie dla ga-xtów wieloatomowych. W tablicy 20 podano uzyskane doświadczalnie wartości cząsteczkowego ciepła właściwego c_p.

Tablica 20

Średnie wartości cząsteczkowego ciepła właściwego gazów

Granico temperatur w °C	N„0„CO	11,	11,0	CU,
0 100	' 7,0	(i,11	8,0	0.1
0 500	7,1	7,0	K,:t	10,3
0 -KMK)	7,3	7,1	8,8	11,3
0—1500	7,5	7,4	0,5	11,0
0-2000	7,7	7,0	10,3	12,3
0—2500	7,8	7,7	li, 4	12,5
0—3000	8,0	7,8	12,8	12,7

Dla pierwiastków znajdujących się w stanie stałym w wysokich temperaturach (1000^CC i więcej), zgodnie z regułą Dulonga i Petite’a, można przyjąć, że ich ciepło atomowe jest stałe i wynosi w przybliżeniu 6,4 cal/°C.

Dla związków znajdujących się w stanie stałym w wysokich temperaturach jest w pewnej mierze słuszna reguła doświadczalna Koppa mówiąca, że ciepło właściwe związku stałego równa się sumie ciepła właściwego pierwiastków.

W tablicy 21 podano otrzymane doświadczalnie wartości ciepła właściwego dla niektórych substancji mających znaczenie w pirotechnice.

Tablica 21

Średnie cząsteczkowe ciepła właściwe substancji stałych

Substancja	Tein pond uni U';	cv	| Sn J).sL n lir ja	'l'empe o;	lid ura	^rl>
Fe	0- 1000	6,2	NaCl		000	13.8
Fe	20 1500	9,6	A 1,0,	30	300	23,0
Cu	20— 100	5,0	! A 1,0,	30	1100	27,7
Cu	20 1500	0,4	A 1,0,	30	1500	28,1
NaCJ	20— 785	13,0	ai3<>,	20	2030	28,5
AlgO	20- 1735	13,1	A ko, .	570	(iOO	20, \
Mg()	20-2370	14,0	AIs<>3	005—	073	33,2
AlgO	20 2780	14.3	IłnCI,		.100	10,0
KCI	4(K)	’ 13,3	IłaCOj		1000	31,8

Również dla ciał stałych, podobnie jak dla gazów, należy odróżnić c_p i Cd, jednak w tym przypadku różnica między nimi jest niewielka¹ i praktycznie można ją pominąć.

Odnośnie do ciepła właściwego ciał ciekłych w wysokich temperaturach (powyżej 1000°C) trudno wykazać jest jakąś regularność. Jednakże należy zaznaczyć, że ciepło właściwe ciał ciekłych jest zwykle większe niż ciepło właściwe ciał stałych.

W razie braku danych doświadczalnych, w obliczaniach przyjmujemy ciepło właściwe cieczy równe ciepłu właściwemu ciał stałych, z góry zakładając, że popełniamy w ten sposób błąd².

77

1

I. Kabłukow: Tiermochimja, ONTI, 1934, str. 67.

2

B. Anwajcr przyjmuje, że ciepło właściwe wysokotopliwych substancji znajdujących się w stanie ciekłym wynosi 1,3 c_p ciała stałego.