4.3.2 Ecuaciones.

Para los sólidos, las ecuaciones que describen el comportamiento de la capacidad calorífica con la temperatura tienen la forma general:

 

Cp = a + b T + cT23.17

 

con la capacidad calorífica en unidades molares consistentes y la temperatura en K, de manera obligatoria, para que no se vaya a dividir por cero el tercer término del lado derecho de la ecuación.

 

La Tabla 4.5 da los valores de las constantes a, b y c; y el intervalo de temperatura en el que la ecuación es válida para diferentes elementos y compuestos comunes, tomadas del" Manual del Ingeniero Químico", Perry y Chilton, Editores.

 

Tabla 4-5. CAPACIDADES CALORÍFICAS DE SOLIDOS.

CONSTANTES PARA LA ECUACIÓN cp = a + bT + c T2.

Unidades molares consistentes. Temperatura en K.

SUSTANCIA

a

bx 103

-c

INTERVALO, K

% DE INCERT.

Al

4.8

0.322

 

273 - 931

1

A12O3

22.08

0.8971

522500

273 - 1973

3

BaCl2

17.0

0.334

 

273 - 1198

?

BaSO4

21.35

1.41

 

273 - 1323

5

CaCl2

16.9

0.386

 

273 - 1055

7

CaCO3

19.68

1.189

307600

273 - 1033

3

CaO

10.00

0.484

10800

273 - 1173

2

CaSO4

18.52

2.197

156800

273 - 1373

5

C(gráfito)

2.673

0.2617

116900

273 - 1373

2

C(diamante)

2.162

0.3059

130300

273 - 1373

-

Cu

5.44

1.462

 

273 - 1357

1

CuO

10.87

0.3576

15060

273 - 810

2

Fe, alfa

4.13

0.638

 

273 - 1041

3

Fe, beta

6.12

0.336

 

1041 - 1179

-

Fe, gama

8.40

 

 

1179 - 1674

 

Fe, delta

10.0

 

 

1674 - 1803

-

FeO

12.62

0.1492

76200

273 - 1173

2

Fe2O3

24.72

1.604

423400

273 - 1097

2

Fe3O4

41.17

1.882

979500

273 - 1065

2

FeS2

10.7

1.336

 

273 - 773

?

Pb

5.77

0.202

 

273 - 600

2

PbO

10.33

0.318

 

273 - 544

2

Mg

6.20

0.133

67800

273 - 923

1

MgCl2

17.30

0.377

 

273 - 991

7

MgO

10.86

0.1197

208700

273 - 2073

?

Ni, alfa

4.26

0.640

 

273 - 626

2

NH4C!, alfa

9.80

3.68

 

273 - 457

5

P, blanco

5.50

 

 

273 -317

-

P, rojo

0.21

1.80

 

273 - 472

10

K

5.24

0.555

 

273 - 336

5

HBr

11.49

0.360

 

273 - 543

-

KC1

10.93-

0.376

 

273 - 1043

2

KNO3

6.42

5.30

 

273 - 401

10

KNO3

28.8

 

 

401 -611

-

Si

5.74

0.0617

101000

273 - 1174

2

SiC

8.89

0.291

284000

273 - 1629

2

SiO2, cuarzo, alfa

10.87

0.8712

241200

273 - 848

1

Ag

5.60

0.150

 

273 - 1234

1

AgCl

9.60

0.929

 

273 - 728

2

AgNO3, alia

18.83

1.60

 

273 - 433

2

Na

5.01

0.536

 

273 - 371

1.5

NaCl

10.79

0.420

 

273 - 1074

2

NaNO3

4.56

5.80

 

273 - 583

5

S, rómbico

3.63

0.640

 

273 - 368

3

S, monoclínico

4.38

0.440

 

368 - 392

3

Sn

5.05

0.480

 

273 - 504

2

SnCl2

16.20

0.926

 

273 - 520

?

Zn

5.25

0.270

 

273 - 692

1

ZnCl2

15.9

0.800

 

273 - 638

7

ZnO

11.40

0.145

182400

273 - 1573

1

ZnS

12.81

0.095

194600

273 - 1173

-

4.3.3 LEY DE DULONG Y PETIT. REGLA DE KOPP.

Cuando no se dispone de información para la capacidad calorífica de sólidos y líquidos, puede utilizarse una regla aproximada, que tiene el inconveniente de dar valores constantes e independientes de la temperatura y sólo debe ser utilizada como último recurso.

4.3.3.1 LEY DE DULONG Y PETIT.

Plantea que para los elementos sólidos la capacidad calorífica a volumen constante tiende a un valor invariable de 6.2 cal/at-g C° al aumentar la temperatura. Sin embargo, la temperatura a que se alcanza este valor no es la misma para todas las sustancias: el plomo lo alcanza a 100 K y el diamante a 2000 K, aunque muchos elementos alcanzan este valor a temperatura ambiente.

La anterior característica fue observada por primera vez por Dulong y Petit y a éste se le conoce como el valor de Dulong y Petit.

Esta regla es válida a temperatura ambiente y no puede ser aplicada a elementos con menor masa atómica que el potasio

 



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