物質の比熱の温度による違い

物理で比熱の実験をしたので、物質の比熱の文献値を調べていたのですが、温度によって違いがありました。

温度が0度のとき、アルミニウムは０．８８０、鉄は０．４３５、銅は ０．３７９でした。（全てＪ／ｇ・Ｋ）

温度が25度のとき、 アルミは0.902、鉄は0.451、銅は0.385でした。（全てＪ／ｇ・Ｋ）

温度が25度以上のときの文献値が見つからなかったので、その後の変化の仕方を教えてください。また、この物質の比熱の変化は、実験の値にかなり影響するのでしょうか。相殺などができて、無視できるのでしょうか。

No.2 ベストアンサー 回答者： inara 回答日時： 2007/07/01 16:40

伝熱エンジニアです。

0℃と25℃の値はどちらも実験値でしょうか。
今は自宅なので手元にデータブックがないのですが、Webで探してみると、いろいろな金属の比熱の近似式があるようです[1]。J/g/K単位の比熱（定積比熱）は次式で表わされます。

　　　cp = 4.186*a*T^b*exp( a*T + d/T )

T は温度 [K]です。a, b, c, d の値は以下のようになっています（文献 [1]の Table I に出ています）。

　　　　a　　　　　　b　　　　　c　　　　　　　d　　適用温度範囲
Al　6.273517　-0.5469　0.000925　-156.932　46K-923K
Cu　0.002842　0.901841　-0.00511　-60.9522　16K-300K
Fe　10.06843　-0.76423　0.001506　-190.421　58.7K-773K

手元にある伝熱工学の参考書に出ている数表と比較してみました。Cu以外は良く合っています。Cuの補間値は、数表の値（300K-800K）を直線補間したほうが良いでしょう（300K以上では温度に対してほぼリニア）。

Al(アルミニウム）
温度 [K]　数表値　[1]の近似値
　　150　0.686　　0.684
　　200　0.801　　0.795
　　250　0.860　　0.862
　　300　0.905　　0.908
　　600　1.04　　1.065
　　800　1.14　　1.169

Cu(銅）
温度 [K]　数表値　[1]の近似値（*印は近似範囲外）
　　150　0.322　　0.338
　　250　0.376　　0.378　
　　300　0.386　　0.359
　　600　0.425　　0.160*
　　800　0.447　　0.077*
　　1000　0.471　　0.034*
　　1200　0.492　　0.015*

Fe(鉄）
温度 [K]　数表値　[1]の近似値（*印は近似範囲外）
　　150　0.366　　0.322
　　250　0.422　　0.422
　　300　0.442　　0.449
　　600　0.566　　0.570
　　800　0.686　　0.670*
　　1200　0.600　　0.972*

このまま質問を開いておいてもらえますか？会社にあるデータブックを明日見てきます（詳しい値は出てないかもしれませんが）。必要な温度範囲はどれくらいですか？

[1]　金属・酸化物の比熱　http://www.scielo.org.ar/pdf/laar/v34n4/v34n4a09 …

この回答へのお礼

詳しい回答ありがとうございました。
温度は２５～１００℃です。
理解することができましたので、質問は締め切らせていただきます。

お礼日時：2007/07/05 11:45

No.1 回答者： ksugahar 回答日時： 2007/07/01 14:01

無視できるかどうかは、何を測定したいかに依存しませんか？

25℃以上だと、比熱ってT^3比例じゃなかったですか？
電子の比熱と、格子の比熱があって、電子比熱はT^1比例で、
格子の比熱は、T^3比例だった記憶があります。

とりあえず、温度変化を無視して0次の結果を出してみたらどうでしょう？

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
T^3比例なのですね。

お礼日時：2007/07/05 11:45