Удельная теплоёмкость газов
Термодинамические справочные данные об удельной теплоёмкости распространённых газов при постоянном давлении и объёме.
Обзор
Engineering ToolBox - Ресурсы, инструменты и основная информация для инженерных работ и проектирования технических приложений!
Удельная теплоёмкость газа описывает, сколько энергии требуется для изменения его температуры. Газы имеют два различных значения: c_p (при постоянном давлении) и c_v (при постоянном объёме). Их соотношение, κ = c_p/c_v, определяет изэнтропийные процессы, такие как сжатие и расширение в турбинах, компрессорах и соплах.
Для идеального газа индивидуальная газовая постоянная удовлетворяет:
R = c_p − c_v
Все значения ниже приблизительны при 20 °C (68 °F) и 1 atm (14.7 psia).
Основные формулы
| Relationship | Equation | Описание |
|---|---|---|
| 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 |
Переменные
| Символ | Значение | 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) | безразмерный |
| R | Individual gas constant | kJ/(kg·K) |
| R̄ | Universal gas constant (≈ 8.314) | kJ/(kmol·K) |
| M | Molar mass | kg/kmol |
Данные удельной теплоёмкости
Газ или пар | 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 |
| Диоксид углерода | CO₂ | 0.846 | 0.655 | 0.21 | 0.16 | 1.289 | 0.189 | 38.86 |
| Монооксид углерода | CO | 1.02 | 0.72 | 0.24 | 0.17 | 1.4 | 0.297 | 55.14 |
| Дисульфид углерода | 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 | — |
Источник: engineeringtoolbox.com
Сравнение моноатомных и диатомных газов
Показатель адиабаты κ для различных газов
Калькулятор: Вычисление c_p из R и κ
Для идеального газа с известными индивидуальной газовой постоянной R и показателем адиабаты κ можно вычислить обе удельные теплоёмкости.
Удельные теплоёмкости идеального газа из R и κ
Конвертер единиц
Исходная страница содержала конвертер единиц удельной теплоёмкости. Этот перенесённый конвертер сохраняет общие инженерные единицы для удельной теплоёмкости газа и газовых постоянных.
Конвертер единиц удельной теплоёмкости газа
Восстановленные оригинальные таблицы источников
Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.
Газы — Удельные теплоёмкости и индивидуальные газовые постоянные
Исходная таблица включает столбцы в системе СИ для cp и cv, столбцы в имперской системе для cp и cv в БТЕ/(фунт °F), отношение cp/cv, а также индивидуальную газовую постоянную R = cp - cv как в кДж/(кг·K), так и в фут·фунтс/(фунт·°R). Все эти исходные столбцы данных сохранены ниже; последние два столбца представляют значения cp-cv / индивидуальная газовая постоянная из источника.
Газ или пар | Formula | cp (кДж/кг·K) | 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 |
| Спирт (этанол) | C2H5OH | 1.88 | 1.67 | 0.45 | 0.4 | 1.13 | 0.22 | — |
| Спирт (метанол) | 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 | — |
| Газ доменной печи | — | 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 |
| Углекислый газ | CO2 | 0.8459 | 0.655 | 0.21 | 0.16 | 1.289 | 0.189 | 38.86 |
| Угарный газ | CO | 1.02 | 0.72 | 0.24 | 0.17 | 1.4 | 0.297 | 55.14 |
| Сероуглерод | 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 | — |
| Угольный газ | — | 2.14 | 1.59 | — | — | — | — | — |
| Продукты сгорания | — | 1 | — | 0.24 | — | — | — | — |
| Ethane | C2H6 | 1.75 | 1.48 | 0.39 | 0.32 | 1.187 | 0.276 | 51.5 |
| Эфир (диэтиловый эфир) | (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 |
| Хлордифторметан, 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 | — | — |
| Соляная кислота | — | 0.795 | 0.567 | — | — | — | — | — |
| Hydrogen | H2 | 14.32 | 10.16 | 3.42 | 2.43 | 1.405 | 4.12 | 765.9 |
| Хлороводород | HCl | 0.8 | 0.57 | 0.191 | 0.135 | 1.41 | 0.23 | 42.4 |
| Сероводород | 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 |
| Метилхлорид | CH3Cl | — | — | 0.24 | 0.2 | 1.2 | — | 30.6 |
| Природный газ | — | 2.34 | 1.85 | 0.56 | 0.44 | 1.27 | 0.5 | 79.1 |
| Neon | Ne | 1.03 | 0.618 | — | — | 1.667 | 0.412 | — |
| Оксид азота | 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 |
| Тетраоксид азота | N2O4 | 4.69 | 4.6 | 1.12 | 1.1 | 1.02 | 0.09 | — |
| Закись азота | 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 |
| Пропен (пропилен) | C3H6 | 1.5 | 1.31 | 0.36 | 0.31 | 1.15 | 0.18 | 36.8 |
| Водяной пар (пар) 1 psia. 120 – 600 oF | H2O | 1.93 | 1.46 | 0.46 | 0.35 | 1.32 | 0.462 | — |
| Пар 14.7 psia. 220 – 600 oF | H2O | 1.97 | 1.5 | 0.47 | 0.36 | 1.31 | 0.46 | — |
| Пар 150 psia. 360 – 600 oF | H2O | 2.26 | 1.76 | 0.54 | 0.42 | 1.28 | 0.5 | — |
| Диоксид серы (Сернистый ангидрид) | SO2 | 0.64 | 0.51 | 0.15 | 0.12 | 1.29 | 0.13 | 24.1 |
| Xenon | Xe | 0.16 | 0.097 | — | — | — | — | — |
Источник: engineeringtoolbox.com
Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.
См. также табличные значения удельной теплоемкости пищевых продуктов и продовольствия, металлов и полуметаллов, распространенных жидкостей и газов, распространенных твердых тел и других распространенных веществ, а также значения молярной теплоемкости распространенных органических и неорганических веществ.
См. также
Источник перекрестно ссылается на табличные значения удельной теплоемкости пищевых продуктов и продовольствия, металлов и полуметаллов, распространенных жидкостей и газов, распространенных твердых тел и других распространенных веществ, а также значения молярной теплоемкости для распространенных органических и неорганических веществ.
Инженерные записи
- См. также удельную теплоемкость для распространенных твердых тел, продуктов питания, металлов и полуметаллов, жидкостей и других связанных таблиц теплоемкости.
- Допущение идеального газа: Приведенные значения предполагают поведение идеального газа. При высоких давлениях или вблизи линии насыщения становятся значительными поправки для реального газа (функции отклонения).
- Температурная зависимость: Удельные теплоемкости увеличиваются с температурой, особенно для многоатомных газов. Приведенные здесь значения применимы вблизи 20 °C; для задач горения или криогенных применений используйте температурные корреляции (например, полиномиальные аппроксимации из таблиц NIST-JANAF).
- Одноатомные газы (He, Ar, Ne) имеют κ ≈ 5/3 = 1,667, это теоретический результат кинетической теории. Двухатомные газы при комнатной температуре имеют κ ≈ 1,4.
- Показатель адиабаты κ непосредственно определяет адиабатные соотношения: T₂/T₁ = (p₂/p₁)^((κ−1)/κ). Небольшая ошибка в κ может привести к большим ошибкам в температурах на выходе компрессора или турбины.
- Доменный газ и другие топливно-газовые смеси следует использовать с осторожностью — состав варьируется в зависимости от условий процесса.
- R = c_p − c_v справедливо точно только для идеальных газов. Для реальных газов соотношение Майера включает поправочный член, зависящий от уравнения состояния.
- Индивидуальная газовая постоянная R связана с универсальной газовой постоянной R̄ соотношением R = R̄ / M, где M — молярная масса в кг/кмоль.