比熱容量表

比熱容量の表には、いくつかの物質および工学材料の体積熱容量比熱容量、および(該当する場合)モル熱容量が示されています。

一般的に、最も注目すべき定数パラメータは体積熱容量(少なくとも固体の場合)であり、これは1立方メートルあたり1ケルビンあたり3メガジュール程度の値である:[1]

パラフィン、ガソリン、水、アンモニアなどの特に高いモル値は、分子のモル数で比熱を計算した結果であることに注意してください。これらの物質の比熱を原子1モルあたりで表すと、定積値のいずれも、原子1モルあたり25 J⋅mol −1 ⋅K −1 = 3  Rという理論的なデュロン・プティ限界を大幅に超えることはありません(この表の最後の列を参照)。たとえば、パラフィンは分子が非常に大きいため、モルあたりの熱容量が高くなりますが、物質としては、体積、質量、または原子モル単位では、目立った熱容量はありません(原子1モルあたりわずか1.41  Rで、原子あたりの熱容量で言えば、ほとんどの固体の半分以下です)。デュロン・プティ限界は、鉛などの非常に重い原子を持つ高密度物質の質量熱容量が非常に低い理由も説明します。

最後の列では、標準温度における固体がデュロン・プティの法則の値 3  Rから大きく逸脱していますが、これは通常、原子量が低いことと結合力が強いこと (ダイヤモンドなど) により、一部の振動モードのエネルギーが大きすぎて、測定温度で熱エネルギーを蓄えることができないことが原因です。気体の場合、 原子 1 モルあたりの3 Rからの逸脱は、一般に次の 2 つの要因によります。 (1)気体分子内の高量子エネルギー空間振動モードが室温で励起されないこと、(2)多くの固体で見られるように、ほとんどの原子が空間的に他の原子と最大限に結合していないために、小さな気体分子の位置エネルギー自由度が失われることです。

特に断りのない限り、25 °C (298 K) における比熱容量の表。[引用が必要]注目すべき最小値と最大値は栗色で表示されます。
物質段階等圧質量
熱容量
c P
J⋅g −1 ⋅K −1
モル熱容量、
C P,mおよびC V,m
J⋅mol −1 ⋅K −1

圧体積
熱容量

C P,v
J⋅cm −3 ⋅K −1
等容モル熱容量
(原子当たり)C V,am mol-atom −1


等圧等容積
空気(海面、乾燥、
0℃(273.15 K))
ガス1.003529.07020.7640.001297
空気(典型的な
室内条件A
ガス1.01229.19020.8500.00121
アルミニウム固体0.89724.2002.4222.91ルピー
アンモニア液体4.70080.0803.2603.21 R
動物組織
(ヒトを含む)
[2]
混合3.5003.700
アンチモン固体0.20725.2001.3863.03レート
アルゴンガス0.520320.78612.471
砒素固体0.32824.6001.8782.96ルピー
ベリリウム固体1.82016.4003.3671.97ルピー
ビスマス[3]固体0.12325.7001.2003.09ルピー
カドミウム固体0.23126.0202.0003.13 R
二酸化炭素CO2 [ 4 ]ガス0.839 B36.94028.460
クロム固体0.44923.3503.2102.81ルピー
固体0.38524.4703.4502.94ルピー
ダイヤモンド固体0.5096.1151.7820.74 R
エタノール液体2.4401121.925
ガソリン(オクタン)液体2.2202281.640
ガラス[3]固体0.8402.100
固体0.12925.4202.4923.05 R
花崗岩[3]固体0.7902.170
黒鉛固体0.7108.5301.5341.03 R
ヘリウムガス5.19320.78612.471
水素ガス14.30028.820
硫化水素H 2 S [4]ガス1.01534.600
[5]固体0.44925.090 [6]3.5373.02 R
固体0.12926.4001.4403.18 R
リチウム固体3.58024.8001.9122.98ルピー
181℃のリチウム[7]固体(?)4.233
181℃のリチウム[7]液体4.37930.3302.2423.65ルピー
マグネシウム固体1.02024.9001.7732.99ルピー
水銀液体0.139527.9801.8883.36ルピー
2℃のメタンガス2.19135.690
メタノール[8]液体2.14068.6201.695
溶融塩(142~540℃)[9]液体1.5602.620
窒素ガス1.04029.12020.800
ネオンガス1.03020.78612.471
酸素ガス0.91829.38021,000
パラフィンワックス
C 25 H 52
固体2.5009002.325
ポリエチレン
(回転成形グレード)[10] [11]
固体2.3022.150
シリカ(溶融)固体0.70342.2001.547
[3]固体0.23324.9002.4402.99ルピー
ナトリウム固体1.23028.2301.1903.39ルピー
鋼鉄固体0.4663.756
固体0.22727.1121.6593.26 R
チタン固体0.52326.0602.6383.13 R
タングステン[3]固体0.13424.8002.5802.98ルピー
ウラン固体0.11627.7002.2163.33ルピー
100℃の水(蒸気)ガス2.03036.50027.5001.530
25℃の液体4.18175.34074.5504.138
100℃の液体4.216 [疑わしい議論する]75.95067.9003.770
−10℃の水(氷) [3]固体2.05038.0901.938
亜鉛[3]固体0.38725.2002.7603.03レート
物質段階
圧質量
熱容量
c P
J⋅g −1 ⋅K −1
等圧
モル
熱容量
C P,m
J⋅mol −1 ⋅K −1
等容
モル
熱容量
C V,m
J⋅mol −1 ⋅K −1

圧体積
熱容量

C P,v
J⋅cm −3 ⋅K −1
等容
原子モル
熱容量
(単位:R
C V,am
atom-mol −1)

A標高を平均海抜 194 メートル (人間の居住地の全世界の中央高度)、室内温度を 23 °C、露点を 9 °C (相対湿度 40.85%)、海面補正気圧を 760  mmHg (モル水蒸気量 = 1.16%) と想定します。

B計算値
*計算によって得られたデータ。これは脳などの水分を多く含む組織の場合である。哺乳類の全身平均値は約2.9 J⋅cm −3 ⋅K −1である[12]。

建築材料の質量熱容量

(通常は建設業者や太陽光発電業者に関心がある)

建築材料の質量熱容量
物質段階c P
J⋅g −1 ⋅K −1
アスファルト固体0.920
レンガ固体0.840
コンクリート固体0.880
ガラス、シリカ液体0.840
ガラス、クラウン液体0.670
ガラス、フリント液体0.503
ガラス、ホウケイ酸ガラス液体0.753
花崗岩固体0.790
石膏固体1.090
大理石雲母固体0.880
固体0.835
土壌固体0.800
液体4.181
木材固体1.7(1.2から2.9)
物質段階c P
J⋅g −1 ⋅K −1

人体

個々の組織の測定値から算出された人体の比熱は2.98 kJ · kg−1 · °C−1である。これは、以前広く用いられていた、測定値のない値に基づく3.47 kJ · kg−1 · °C−1の値よりも17%低い。人体の比熱に対する筋肉の寄与は約47%、脂肪と皮膚の寄与は約24%である。組織の比熱は、歯(エナメル質)の約0.7 kJ · kg−1 · °C−1から、眼(強膜)の4.2 kJ · kg−1 · °C−1までの範囲である。[13]

参照

参考文献

  1. ^ アシュビー、シャークリフ、セボン、『Materials』、ケンブリッジ大学出版局、第12章「振動する原子:物質と熱」
  2. ^ コーネリアス・フレミング(2008年)『Medical biophysics(第6版)』183ページ、シュプリンガー、 ISBN 978-1-4020-7110-2(密度は1.06 kg/L)
  3. ^ abcdefg 「比熱表」.
  4. ^ ab Young; Geller (2008). Young and Geller College Physics (第8版). Pearson Education. ISBN 978-0-8053-9218-0
  5. ^ 「一般的な材料の比熱 - エンジニアリングリファレンス」。
  6. ^ チェイス、マルコム・W.編 (1998). 「鉄 (Fe)」. Journal of Physical and Chemical Reference Data Monograph No. 9 (PDF) . NIST-JANAF 熱化学表(第4版). ウッドベリー、ニューヨーク:アメリカ物理学会・アメリカ化学会. p. 1221. ISBN 1-56396-831-2. OCLC  39682152 . 2025年2月11日閲覧
  7. ^ ab 「材料特性ハンドブック、材料:リチウム」(PDF)。2006年9月5日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
  8. ^ 「メタノールのHCV(モル熱容量(cV))データ」ドルトムント・データバンク・ソフトウェアおよび分離技術。2014年7月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年5月11日閲覧
  9. ^ 「材料の蓄熱」エンジニアリングツールボックス
  10. ^ Crawford, RJ 『プラスチックの回転成形ISBN 978-1-59124-192-8
  11. ^ Gaur, Umesh; Wunderlich, Bernhard (1981). 「線状高分子の熱容量とその他の熱力学的特性。II. ポリエチレン」(PDF) . Journal of Physical and Chemical Reference Data . 10 (1): 119. Bibcode :1981JPCRD..10..119G. doi :10.1063/1.55​​5636. 2016年3月4日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2019年5月11日閲覧
  12. ^ Faber, P.; Garby, L. (1995). 「脂肪含有量は熱容量に影響を与える:マウスを用いた研究」. Acta Physiologica Scandinavica . 153 (2): 185–7 . doi :10.1111/j.1748-1716.1995.tb09850.x. PMID  7778459.
  13. ^ Xu, Xiaojiang; Rioux, Timothy P.; Castellani, Michael P. (2023). 「人体の比熱は従来考えられていたよりも低い:ジャーナルTemperatureツールボックス」. Temperature . 10 (2): 235– 239. doi :10.1080/23328940.2022.2088034. ISSN  2332-8940. PMC 10274559. PMID 37332308  . 
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Table_of_specific_heat_capacities&oldid=1315081971」より取得