Молярная теплоёмкость - NiNa.Az

Моля́рная теплоёмкость — отношение теплоёмкости к количеству вещества, теплоёмкость одного моля вещества (в принципе разная для различных веществ, хотя в свете закона Дюлонга — Пти — имеет близкое значение, и даже приближенно совпадает в достаточно широких пределах изменения температуры у многих веществ).

Это — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которую необходимо передать одному молю (данного) вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу, или — произведение удельной теплоёмкости элемента на его атомную массу дает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 моля этого элемента на 1°С (или, что равнозначно, на 1 К).

В Международной системе единиц (СИ) молярная теплоёмкость измеряется в джоулях на моль на кельвин, Дж/(моль·К). Иногда используются и производные единицы, как Дж/(кмоль·К), или внесистемные единицы: калория/(кг·К) и т. д.

Молярная теплоёмкость обычно обозначается символом ${\displaystyle c_{\mu }}$ или ${\displaystyle C_{\mu }}$, иногда без индекса или с другим индексом (характеризующим условия протекания процесса измерения, нумерующим подсистемы и т. п.).

На значение молярной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение молярной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C.

Формула расчёта молярной теплоёмкости

${\displaystyle c={\frac {Q}{\nu \Delta T}},}$

где c — молярная теплоёмкость, Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), ν — количество вещества в нагреваемом (охлаждающемся) образце, ΔT — разность конечной и начальной температур. Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда — более или менее сильно — зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) ${\displaystyle dT}$ и ${\displaystyle \delta Q}$:

${\displaystyle c(T)={\frac {1}{\nu }}\left({\frac {\delta Q}{dT}}\right).}$

Примечания

1. Согласно Дюлонгу и Пти, молярная теплоемкость [при постоянном объёме и температуре T ≥ 300 K] всех твёрдых тел (большинства элементов и простых соединений) приблизительно одинакова и равна ≈6 кал · К⁻¹ · моль⁻¹ (≈25 Дж · К⁻¹ · моль⁻¹; представляет собой среднее значение в изобарном процессе для одно- и двухатомных газов).
2. В основном, понятие молярной теплоемкости применяется для образцов определённого химического состава, а ещё более применительно к определённым веществам, хотя эта величина легко может быть пересчитана (и пересчитывается) и для смеси определённого состава. Для образца переменного химического состава эквипарциальная молярная теплоёмкость также является переменной (что сглаживается, как упоминалось выше, законом Дюлонга — Пти). Зависит она, в принципе, и от температуры (хотя во многих случаях изменяется достаточно слабо при достаточно больших изменениях температуры), при этом, строго говоря, определяется — вслед за теплоёмкостью — как дифференциальная величина и по температурной оси, то есть в узком смысле следует рассматривать изменение температуры в определении удельной теплоёмкости не на один градус (тем более не на какую-то более крупную единицу температуры), а на малое ${\displaystyle \delta T}$ с соответствующим количеством переданной теплоты ${\displaystyle \delta Q}$ (см. далее основной текст).
3. Кельвины (К) здесь можно заменять на градусы Цельсия (°C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная и шкала Цельсия) отличаются друг от друга лишь начальной точкой, но не величиной единицы измерения.

См. также

• Объёмная теплоёмкость
• Удельная теплоёмкость
• Теплоёмкость идеального газа

Литература

• Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
• Лифшиц E. М. Теплоёмкость // под. ред. А. М. Прохорова Физическая энциклопедия. — М.: «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 2.
• Установление атомных масс тяжёлых элементов. Закон Дюлонга и Пти (+ таблица)/Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии: В 2-х томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — 652 с., ил. — Т. 1. — С. 291—294