Capacité thermique massique des gaz
Données thermodynamiques de référence sur les capacités thermiques massiques à pression et volume constants des gaz courants.
Vue d'ensemble
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La capacité thermique massique d'un gaz décrit combien d'énergie est nécessaire pour changer sa température. Les gaz ont deux valeurs distinctes : c_p (pression constante) et c_v (volume constant). Leur rapport, κ = c_p/c_v, gouverne les processus isentropiques tels que la compression et l'expansion dans les turbines, compresseurs et tuyères.
Pour un gaz parfait, la constante individuelle du gaz vérifie :
R = c_p − c_v
Toutes les valeurs ci-dessous sont approximatives à 20 °C (68 °F) et 1 atm (14.7 psia).
Formules Clés
| Relationship | Equation | Descriptif |
|---|---|---|
| Specific heat ratio | κ = c_p / c_v | Also called the isentropic exponent |
| Individual gas constant | R = c_p − c_v | Derived from Mayer's relation |
| Universal gas constant | R̄ = M · R | R̄ ≈ 8.314 kJ/(kmol·K) |
| Specific heat at constant volume | c_v = R / (κ − 1) | From combining the two relations above |
| Specific heat at constant pressure | c_p = κ · R / (κ − 1) | Equivalently c_p = κ · c_v |
Variables
| Symbole | Signification | Typical SI Unit |
|---|---|---|
| c_p | Specific heat at constant pressure | kJ/(kg·K) |
| c_v | Specific heat at constant volume | kJ/(kg·K) |
| κ | Specific heat ratio (isentropic exponent) | sans dimension |
| R | Individual gas constant | kJ/(kg·K) |
| R̄ | Universal gas constant (≈ 8.314) | kJ/(kmol·K) |
| M | Molar mass | kg/kmol |
Données de Capacité Thermique Massique
Gaz ou Vapeur | Formula | c_p (kJ/(kg·K)) | c_v (kJ/(kg·K)) | c_p (Btu/(lbm degF)) | c_v (Btu/(lbm degF)) | κ | R (kJ/(kg·K)) | R (ft lbf/(lbm degR)) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acetone | (CH₃)₂CO | 1.47 | 1.32 | 0.35 | 0.32 | 1.11 | 0.15 | — |
| Acetylene | C₂H₂ | 1.69 | 1.37 | 0.35 | 0.27 | 1.232 | 0.319 | 59.34 |
| Air | — | 1.007 | 0.718 | 0.24 | 0.17 | 1.4 | 0.287 | 53.34 |
| Ammonia | NH₃ | 2.16 | 1.66 | 0.52 | 0.4 | 1.31 | 0.53 | 96.5 |
| Argon | Ar | 0.52 | 0.312 | 0.12 | 0.07 | 1.667 | 0.208 | — |
| Benzene | C₆H₆ | 1.09 | 0.99 | 0.26 | 0.24 | 1.12 | 0.1 | — |
| Bromine | Br₂ | 0.25 | 0.2 | 0.06 | 0.05 | 1.28 | 0.05 | — |
| Butane | C₄H₁₀ | 1.67 | 1.53 | 0.395 | 0.356 | 1.094 | 0.143 | 26.5 |
| Dioxyde de carbone | CO₂ | 0.846 | 0.655 | 0.21 | 0.16 | 1.289 | 0.189 | 38.86 |
| Monoxyde de carbone | CO | 1.02 | 0.72 | 0.24 | 0.17 | 1.4 | 0.297 | 55.14 |
| Disulfure de carbone | CS₂ | 0.67 | 0.55 | 0.16 | 0.13 | 1.21 | 0.12 | — |
| Chlorine | Cl₂ | 0.48 | 0.36 | 0.12 | 0.09 | 1.34 | 0.12 | — |
| Chloroform | CHCl₃ | 0.63 | 0.55 | 0.15 | 0.13 | 1.15 | 0.08 | — |
| Ethanol | C₂H₅OH | 1.88 | 1.67 | 0.45 | 0.4 | 1.13 | 0.22 | — |
| Methanol | CH₃OH | 1.93 | 1.53 | 0.46 | 0.37 | 1.26 | 0.39 | — |
Source: engineeringtoolbox.com
Comparaison entre Gaz Monoatomique et Diatomique
Rapport des Capacités Thermiques κ par Gaz
Calculateur : Dériver c_p à partir de R et κ
Pour un gaz idéal dont on connaît la constante individuelle du gaz R et le rapport des chaleurs spécifiques κ, vous pouvez calculer les deux chaleurs spécifiques.
Chaleurs spécifiques du gaz idéal à partir de R et κ
Convertisseur d'unités
La page source incluait un convertisseur d'unités pour la chaleur spécifique. Ce converteur migré préserve les unités d'ingénierie courantes pour la chaleur spécifique du gaz et les constantes du gaz.
Convertisseur d'unités pour la chaleur spécifique du gaz
Tableaux sources originaux restaurés
Les tableaux suivants sont restaurés à partir de la page source originale pour préserver les données de référence complètes.
Gaz - Chaleurs spécifiques et constantes individuelles du gaz
Le tableau source inclut des colonnes SI pour cp et cv, des colonnes impériales pour cp et cv en Btu/(lbm °F), le rapport cp/cv, et la constante individuelle du gaz R = cp - cv en kJ/(kg K) et ft lbf/(lbm °R). Toutes ces colonnes de données originales sont conservées ci-dessous ; les deux dernières colonnes représentent les valeurs cp-cv / constante individuelle du gaz de la source.
Gaz ou Vapeur | Formula | cp (kJ/kgK) | cv (kJ/kgK) | cp (Btu/(lbmoF)) | cv (Btu/(lbmoF)) | κ = cp/cv | cp-cv (kJ/kgK) | cp-cv (ft lbf/(lbmoR)) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acetone | (CH3)2CO | 1.47 | 1.32 | 0.35 | 0.32 | 1.11 | 0.15 | — |
| Acetylene | C2H2 | 1.69 | 1.37 | 0.35 | 0.27 | 1.232 | 0.319 | 59.34 |
| Air | — | 1.007 | 0.718 | 0.24 | 0.17 | 1.4 | 0.287 | 53.34 |
| Alcool (éthanol) | C2H5OH | 1.88 | 1.67 | 0.45 | 0.4 | 1.13 | 0.22 | — |
| Alcool (méthanol) | CH3OH | 1.93 | 1.53 | 0.46 | 0.37 | 1.26 | 0.39 | — |
| Ammonia | NH3 | 2.16 | 1.66 | 0.52 | 0.4 | 1.31 | 0.53 | 96.5 |
| Argon | Ar | 0.52 | 0.312 | 0.12 | 0.07 | 1.667 | 0.208 | — |
| Benzene | C6H6 | 1.09 | 0.99 | 0.26 | 0.24 | 1.12 | 0.1 | — |
| Gaz de haut fourneau | — | 1.03 | 0.73 | 0.25 | 0.17 | 1.41 | 0.3 | 55.05 |
| Bromine | Br2 | 0.25 | 0.2 | 0.06 | 0.05 | 1.28 | 0.05 | — |
| Butane | C4H10 | 1.67 | 1.53 | 0.395 | 0.356 | 1.094 | 0.143 | 26.5 |
| Dioxyde de carbone | CO2 | 0.8459 | 0.655 | 0.21 | 0.16 | 1.289 | 0.189 | 38.86 |
| Monoxyde de carbone | CO | 1.02 | 0.72 | 0.24 | 0.17 | 1.4 | 0.297 | 55.14 |
| Disulfure de carbone | CS2 | 0.67 | 0.55 | 0.16 | 0.13 | 1.21 | 0.12 | — |
| Chlorine | Cl2 | 0.48 | 0.36 | 0.12 | 0.09 | 1.34 | 0.12 | — |
| Chloroform | CHCl3 | 0.63 | 0.55 | 0.15 | 0.13 | 1.15 | 0.08 | — |
| Gaz de houille | — | 2.14 | 1.59 | — | — | — | — | — |
| Produits de combustion | — | 1 | — | 0.24 | — | — | — | — |
| Ethane | C2H6 | 1.75 | 1.48 | 0.39 | 0.32 | 1.187 | 0.276 | 51.5 |
| Éther (éther diéthylique) | (C2H5)2O | 2.01 | 1.95 | 0.48 | 0.47 | 1.03 | 0.06 | — |
| Ethylene | C2H4 | 1.53 | 1.23 | 0.4 | 0.33 | 1.24 | 0.296 | 55.08 |
| Chlorodifluorométhane, R-22 | CHClF2 | — | — | — | — | 1.18 | — | — |
| Helium | He | 5.251 | 3.12 | 1.25 | 0.75 | 1.667 | 2.08 | 386.3 |
| Hexane | C6H14 | — | — | — | — | 1.06 | — | — |
| Acide chlorhydrique | — | 0.795 | 0.567 | — | — | — | — | — |
| Hydrogen | H2 | 14.32 | 10.16 | 3.42 | 2.43 | 1.405 | 4.12 | 765.9 |
| Chlorure d'hydrogène | HCl | 0.8 | 0.57 | 0.191 | 0.135 | 1.41 | 0.23 | 42.4 |
| Sulfure d'hydrogène | H2S | — | — | 0.243 | 0.187 | 1.32 | — | 45.2 |
| Hydroxyl | OH | 1.76 | 1.27 | — | — | 1.384 | 0.489 | — |
| Krypton | Kr | 0.25 | 0.151 | — | — | — | — | — |
| Methane | CH4 | 2.22 | 1.7 | 0.59 | 0.45 | 1.304 | 0.518 | 96.4 |
| Chlorure de méthyle | CH3Cl | — | — | 0.24 | 0.2 | 1.2 | — | 30.6 |
| Gaz naturel | — | 2.34 | 1.85 | 0.56 | 0.44 | 1.27 | 0.5 | 79.1 |
| Neon | Ne | 1.03 | 0.618 | — | — | 1.667 | 0.412 | — |
| Monoxyde d'azote | NO | 0.995 | 0.718 | 0.23 | 0.17 | 1.386 | 0.277 | — |
| Nitrogen | N2 | 1.041 | 0.743 | 0.25 | 0.18 | 1.4 | 0.297 | 54.99 |
| Tétraoxyde de diazote | N2O4 | 4.69 | 4.6 | 1.12 | 1.1 | 1.02 | 0.09 | — |
| Protoxyde d'azote | N2O | 0.88 | 0.69 | 0.21 | 0.17 | 1.27 | 0.18 | 35.1 |
| Oxygen | O2 | 0.9189 | 0.659 | 0.22 | 0.16 | 1.395 | 0.26 | 48.24 |
| Pentane | C5H12 | — | — | — | — | 1.07 | — | — |
| Propane | C3H8 | 1.67 | 1.48 | 0.39 | 0.34 | 1.13 | 0.189 | 35 |
| Propène (propylène) | C3H6 | 1.5 | 1.31 | 0.36 | 0.31 | 1.15 | 0.18 | 36.8 |
| Vapeur d'eau vapeur 1 psia. 120 – 600 oF | H2O | 1.93 | 1.46 | 0.46 | 0.35 | 1.32 | 0.462 | — |
| Vapeur 14.7 psia. 220 – 600 oF | H2O | 1.97 | 1.5 | 0.47 | 0.36 | 1.31 | 0.46 | — |
| Vapeur 150 psia. 360 – 600 oF | H2O | 2.26 | 1.76 | 0.54 | 0.42 | 1.28 | 0.5 | — |
| Dioxyde de soufre (Sulfure de dioxyde) | SO2 | 0.64 | 0.51 | 0.15 | 0.12 | 1.29 | 0.13 | 24.1 |
| Xenon | Xe | 0.16 | 0.097 | — | — | — | — | — |
Source: engineeringtoolbox.com
Pour la conversion des unités, utilisez le convertisseur en ligne de chaleur spécifique.
Voir également les valeurs tabulées de la capacité thermique massique des aliments et denrées alimentaires, des métaux et semi-métaux, des liquides et fluides courants, des solides courants et d'autres substances courantes ainsi que les valeurs de la capacité thermique molaire des substances organiques et inorganiques courantes.
Voir également
La source renvoie aux valeurs tabulées de la capacité thermique massique des aliments et denrées alimentaires, des métaux et semi-métaux, des liquides et fluides courants, des solides courants et d'autres substances courantes, ainsi qu'aux valeurs de capacité thermique molaire pour les substances organiques et inorganiques courantes.
Notes d'ingénierie
- Voir également la chaleur spécifique pour les solides courants, les aliments et denrées alimentaires, les métaux et semi-métaux, les liquides et fluides, et autres tables de capacité thermique connexes.
- Hypothèse de gaz parfait : Les valeurs listées supposent un comportement de gaz parfait. À haute pression ou près de la ligne de saturation, les corrections pour gaz réel (fonctions de déviation) deviennent significatives.
- Dépendance en température : Les chaleurs spécifiques augmentent avec la température, en particulier pour les gaz polyatomiques. Les valeurs ici s'appliquent près de 20 °C ; pour les travaux de combustion ou cryogéniques, utilisez des corrélations dépendantes de la température (par exemple, des ajustements polynomiaux à partir des tables NIST-JANAF).
- Gaz monoatomiques (He, Ar, Ne) ont κ ≈ 5/3 = 1.667, un résultat théorique de la théorie cinétique. Les gaz diatomiques près de la température ambiante ont κ ≈ 1.4.
- Rapport des chaleurs spécifiques κ fixe directement les relations isentropiques : T₂/T₁ = (p₂/p₁)^((κ−1)/κ). Une petite erreur dans κ peut se propager en grandes erreurs dans les températures de sortie du compresseur ou de la turbine.
- Gaz de haut fourneau et autres mélanges gazeux combustibles doivent être traités avec prudence — la composition varie selon les conditions du processus.
- R = c_p − c_v est valable exactement uniquement pour les gaz parfaits. Pour les gaz réels, la relation de Mayer inclut un terme de correction impliquant l'équation d'état.
- La constante individuelle du gaz R est liée à la constante universelle des gaz R̄ par R = R̄ / M, où M est la masse molaire en kg/kmol.