Калькулятор теплоёмкости
Удельная c, молярная C_μ и полная C теплоёмкости с автопересчётом через массу и молярную массу. Для газов: формула расчета, формула расчета, γ, соотношение Майера и сравнение теории с экспериментом. 23 вещества + ручной ввод + 12 газов (He, H₂, N₂, O₂, воздух, CO₂, H₂O пар, NH₃, CH₄).
Теплоёмкость
Удельные теплоёмкости (справочник)
| Вещество | Удельная теплоёмкость, Дж/кг·К | Молярная масса, г/моль | Молярная теплоёмкость, Дж/моль·К |
|---|---|---|---|
| Вода | 4186 | 18.015 | 75,41 |
| Лёд | 2100 | 18.015 | 37,83 |
| Этанол | 2440 | 46.07 | 112,41 |
| Глицерин | 2430 | 92.09 | 223,78 |
| Ацетон | 2160 | 58.08 | 125,45 |
| Ртуть | 139 | 200.59 | 27,88 |
| Алюминий | 897 | 26.98 | 24,2 |
| Медь | 385 | 63.55 | 24,47 |
| Железо | 449 | 55.85 | 25,08 |
| Сталь | 500 | 55.85 | 27,93 |
| Латунь | 380 | 64 | 24,32 |
| Золото | 129 | 196.97 | 25,41 |
| Серебро | 235 | 107.87 | 25,35 |
| Свинец | 130 | 207.2 | 26,94 |
| Олово | 228 | 118.71 | 27,07 |
| Цинк | 388 | 65.38 | 25,37 |
| Никель | 444 | 58.69 | 26,06 |
| Титан | 522 | 47.87 | 24,99 |
| Песок | 830 | 60.08 | 49,87 |
| Бетон | 880 | — | — |
| Кирпич | 880 | — | — |
| Стекло | 840 | 60.08 | 50,47 |
| Дерево (сосна) | 1700 | — | — |
Теплоёмкость, теплота и выбор режима
Теплоёмкость — свойство вещества или тела, а Q — количество теплоты, то есть энергия конкретного нагрева или охлаждения. Эта страница считает удельную, молярную и полную теплоёмкость; фазовые переходы и энергию процесса лучше считать через связанные инструменты.
Q — количество теплоты, c — удельная теплоёмкость, m — масса, Delta T — изменение температуры.
c — удельная теплоёмкость, Q — теплота, m — масса, Delta T — изменение температуры.
| Какой режим выбрать | Когда использовать |
|---|---|
| Удельная теплоёмкость | найти c, Q, массу или изменение температуры |
| Связь c, C_μ и C | перевести удельную, молярную и полную теплоёмкость |
| Газы: Cp, Cv и γ | оценить теплоёмкость идеального газа и сравнить с экспериментом |
Три формы теплоёмкости
Одна и та же задача может быть записана через массу вещества, количество вещества или теплоёмкость всего тела. Поэтому калькулятор разделяет три формы:
Cmu — молярная теплоёмкость, c — удельная теплоёмкость, M — молярная масса.
C — полная теплоёмкость тела, c — удельная теплоёмкость, m — масса.
nu — количество вещества, m — масса, M — молярная масса.
| Величина | Единица | К чему относится |
|---|---|---|
| Удельная c | к 1 кг вещества | |
| Молярная C_μ | к 1 молю вещества | |
| Полная C тела | ко всему телу |
Справочные вещества и примеры
Встроенный справочник даёт ориентировочные значения около 20-25°C, если для вещества нет отдельного уточнения. Для сплавов, бетона, дерева, стекла и других материалов результат зависит от состава, влажности и диапазона температур.
| Пример | Ориентир | Что показывает |
|---|---|---|
| Вода | 4186 | большая теплоёмкость теплоносителя |
| Медь | около 385 | типичный металл с низкой теплоёмкостью |
| Воздух Cp | около 29.1 | изобарная теплоёмкость воздуха при комнатной температуре |
| Вода в молярной форме | примерно 75.4 Дж/моль | пересчёт из удельной теплоёмкости через молярную массу |
Теплоёмкость газов:, и показатель адиабаты γ
У газов теплоёмкость зависит от условий процесса: ** относится к постоянному объёму, C_p** — к постоянному давлению. Расчёт по степеням свободы здесь подан как идеализированная эффективная модель, а не как точная таблица для всех температур.
Cv — молярная теплоёмкость при постоянном объёме, i — эффективные степени свободы, R — газовая постоянная.
Cp — молярная теплоёмкость при постоянном давлении, i — эффективные степени свободы, R — газовая постоянная.
gamma — показатель адиабаты, Cp — изобарная теплоёмкость, Cv — изохорная теплоёмкость.
Cp и Cv — молярные теплоёмкости идеального газа, R — газовая постоянная.
| Тип газа | i | , | , | γ |
|---|---|---|---|---|
| Одноатомные (He, Ne, Ar) | 3 | 12.47 | 20.79 | 1.67 |
| Двухатомные (H₂, N₂, O₂, воздух) | 5 | 20.79 | 29.10 | 1.40 |
| Многоатомные нелинейные (H₂O, NH₃) | 6 | 24.94 | 33.26 | 1.33 |
| Многоатомные линейные (CO₂) | 7 | 29.10 | 37.41 | 1.29 |
Почему теория расходится с экспериментом
Для одноатомных и большинства двухатомных газов при комнатной температуре модель обычно близка к эксперименту. Для многоатомных газов отклонения заметнее: эффективные степени свободы зависят от температуры, а часть колебательных мод при комнатных условиях ещё не даёт полного вклада. Поэтому встроенные значения лучше читать как учебно-инженерную оценку.
Часто задаваемые вопросы
Источники и нормативная база
Расчёты выполняются на основе указанных нормативных и справочных источников. Ссылки открываются в новой вкладке.
Похожие инструменты
Расчёт количества теплоты при нагреве, охлаждении и фазовых переходах. 3 режима, 22 пресета веществ (вода/лёд/пар, металлы, спирт, ртуть, бетон), многоступенчатый нагрев с автоматической разбивкой по этапам и графиком T(Q). Энергия в формула расчета + бытовые эквиваленты.
Линейное формула расчета. Оценка термических напряжений формула расчета по справочным пределам. 22 материала (сталь, алюминий, медь, бетон, инвар…) и 11 жидкостей (вода с ограничением для 0–4°C, бензин, спирт, ртуть). Пересчёт плотности при нагреве, визуализация «было → стало».
Калькулятор закона идеального газа для давления, объёма, температуры и количества вещества. Считает массу, плотность, число молекул, молярный объём и учебные изопроцессы; давление вводится как абсолютное.
Калькулятор термодинамического изменения энтропии в формула расчета по Клаузиусу для фазового перехода, нагрева, охлаждения и смешения двух тел. Показывает теплоту процесса, равновесную температуру и суммарную энтропию изолированной системы.