شیمی آنلاین

در ترمودینامیک اغلب از مولکول صحبت نمی شود و برای توجیه برخی از ویژگی های ترمودینامیکی از نظریه سنتیکی استفاده می شود . به طورکلی دو نوع ظرفیت گرمایی وجود دارد:

1-           Cv یا ظرفیت گرمایی در حجم ثابت  Cv=du/dt

2-           Cp یا ظرفیت گرمایی در فشار ثابت Cp=dH/dt

اختلاف این دو در حالت برابر است با Cp-Cv=n R   در اکثر منابع از ظرفیت گرمایی مولی استفاده می شود نه ظرفیت گرمایی ویژه

الف – ظرفیت گرمایی برای گازها :

مقدار انرژی درونی به ازای هر درجه انتقالی 1/2RT  و برای سه درجه آزادی 3/2RT می باشد که Cv=3/2R و Cp=5/2R  بدست می آید در جدول صفحه 42 شیمی سال سوم مقادیر ظرفیت گرمایی برحسب Cp داده شده است به عنوان مثال برای گاز ایدهال هلیم به صورت زیر محاسبه می شود :

Cp=5/2R=5/2(8.314)=20.8J/mol.k                                                               

مقدار انرژی درونی به ازای هر درجه آزادی چرخشی 1/2RT تعریف می شود لذا برای مولکول های H2,N2,O2 به علت وجود دو حرکت چرخشی Cp=7/2R=29.1j/k.mol تفاوت جزیی مفادیر داده شده به نوع پیوند مولکول مربوط است .در مولکول هایی مانند بخار آب و آمونیاک با افزایش تعداد پیوند و درجات آزادی مقدار Cp  افزایش می یابد .

 

ب- ظرفیت گرمایی برای مایعات :

در مایعات به دلایل نا معلومی انرژی درونی 3/2RT به 3/2R تبدیل می شود و برای توجیه تفاوت مقادیر Cp مایعات داده شده در جدول تعداد پیوند ها و نیرو های جاذبه مولکولی مانند پیوند هیدروژنی را باید مد نظر قرار داد .

ج- ظرفیت گرمایی برای جامدات :

طبق قانون دولن و پتی ( ظرفیت گرمایی x جرم اتمی = 25ژول) خواهد بود ( در جامداتی مانند یخ ؛ سدیم کلرید و گرافیت تراکم مولکول ها و رسانای خوب گرما را باید مد نظر قرار داد ) بنابراین عوامل موثر بر ظرفیت گرمایی عبارتند از :

1-     نوع ماده 2- شرایط واکنش (حجم ثابت یا فشار ثابت ) 3- مقدار ماده 4- دما

 

 در ضمن ظرفیت گرمایی کل ( Ct ) برابر با مجموع ظرفیت های گرمایی : حرکات انتقالی؛ چرخشی و ارتعاشی می باشد