spacer spacer Go to Kaye and Laby Home spacer
spacer
spacer spacer spacer
spacer
spacer
spacer
spacer spacer

You are here:

spacer

Chapter: 2 General physics
    Section: 2.3 Temperature and heat
        SubSection: 2.3.6 Specific heat capacities

spacer
spacer

spacer

« Previous Subsection

Next Subsection »

Unless otherwise stated this page contains Version 1.0 content (Read more about versions)

2.3.6 Specific heat capacities

For molar heat capacities and other thermodynamic properties of elements and chemical compounds, see section 3.10.



Ratio of the principal specific heat capacities for gases and vapours

The ratio γ of the specific heat capacity at constant pressure to that at constant volume is usually determined directly by some method involving an adiabatic expansion, such as the determination of the velocity of sound in the gas. From a knowledge of either (1) the pressure or (2) the temperature immediately following an adiabatic expansion (Clément and Desormes’, Lummer and Pringsheim’s methods respectively), γ can be deduced from pvγ = const, or θvγ−1 = const. (See Adkins (1983).)



 Gas      Temp./°C  γ
         
Monatomic gases        
         
Helium      0    1.63
Argon      0    1.667
Neon        19      1.642
Krypton     19      1.689
Xenon      19      1.666
Mercury vapour       310        1.666
         
Diatomic gases        
         
Air (dry)     −79.3    1.405
Air (dry)        0–17    1.401/2
Air (dry)        500    1.357
Air (dry)          900    1.32
Air (dry) (200 atm)           0    1.828
     ,,      −79.3    2.333
Hydrogen        4–17    1.407/8
Nitrogen       20    1.401
Oxygen       5–14    1.400
Carbon monoxide       1 800    1.297
Nitric oxide          1.394
         
Triatomic gases          
         
Ozone         1.29†
Water vapour       100    1.334
Carbon dioxide       4–11    1.300
Carbon dioxide        300    1.22
Carbon dioxide       500    1.20
Ammonia, NH3         50    1.306
Nitrous oxide, N2O          1.324
Nitrogen peroxide  N2O4        20    1.172
     ,,             NO2     150    1.31
H2S           1.340
CS2        1.239
Sulphur dioxide       16–34    1.26
     ,,     500    1.2
         
Polyatomic gases          
         
Methane, CH4     20    1.307
Ethane, C2H6     20    1.197
Propane, C3H8     20    1.136
Acetylene, C2H2      20    1.237
Ethylene, C2H4     20    1.247
Benzene C6H6     20    1.40
Benzene C6H6        99.7    1.105
Chloroform CHCl3     24–42    1.110
     ,,     99.8    1.150
CCl4        1.130
Methyl alcohol     99.7    1.256
Methyl bromide         1.274
Methyl chloride     19–30    1.279
Methyl iodide            1.286
Ethyl alcohol      53    1.133
Ethyl alcohol          99.8    1.134
Ethyl bromide        1.188
Ethyl chloride            22.7    1.187
Ethyl ether      12–20    1.024
Ethyl ether              99.7    1.112
Acetic acid         136.5     1.147

       † Extrapolated.




Specific heat capacity of water

The International Committee for Weights and Measures, Paris, 1950, accepted W. J. de Haas’s recommended value of 4.1855 Jg−1 °C−1 for the specific heat capacity of water at 15 °C (cp (15 °C)). Values at other temperatures are then deduced from the equation:




 

cp(t °C)

 = 0.996 185 + 0.000 2874 

t + 100

5.26

 + 0.011 160 × 10−0.036t

 

cp(15 °C)

100

due to Osborne, Stimson and Ginnings.

The tabulated values are essentially those appearing in the IUPAC publication edited by K. N. Marsh (1987). The minimum of 4.1815 in Cox, Wagman and Medvedev (1989) is higher by 0.08%.




Water cp(t)/(Jg−1 °C−1)

°C

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  0

4.217 4

4.213 8

4.210 4

4.207 4

4.204 5

4.201 9

4.199 6

4.197 4

4.195 4

4.193 6

10

4.191 9

4.190 4

4.189 0

4.187 7

4.186 6

4.185 5

4.184 6

4.183 7

4.182 9

4.182 2

20

4.181 6

4.181 0

4.180 5

4.180 1

4.179 7

4.179 3

4.179 0

4.178 7

4.178 5

4.178 3

30

4.178 2

4.178 1

4.178 0

4.178 0

4.177 9

4.177 9

4.178 0

4.178 0

4.178 1

4.178 2

40

4.178 3

4.178 4

4.178 6

4.178 8

4.178 9

4.179 2

4.179 4

4.179 6

4.179 9

4.180 1

50

4.180 4

4.180 7

4.181 1

4.181 4

4.181 7

4.182 1

4.182 5

4.182 9

4.183 3

4.183 7

 60

4.184 1

4.184 6

4.185 0

4.185 5

4.186 0

4.186 5

4.187 1

4.187 6

4.188 2

4.188 7

70

4.189 3

4.189 9

4.190 5

4.191 2

4.191 8

4.192 5

4.193 2

4.193 9

4.194 6

4.195 4

80

4.196 1

4.196 9

4.197 7

4.198 5

4.199 4

4.200 2

4.201 1

4.202 0

4.202 9

4.203 9

90

4.204 8

4.205 8

4.206 8

4.207 8

4.208 9

4.210 0

4.211 1

4.212 2

4.213 3

4.214 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Specific heat capacities of metals, alloys and miscellaneous substances

Metal

cp/Jg−1 K−1

Temperature/K

77

173

273

373

573

773   

 

 

 

 

 

 

 

Aluminium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.336

0.743

0.880

0.937

1.021

1.130

Antimony     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.150

0.196

0.206

0.212

0.221

0.238

Beryllium      .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.080

0.852

1.75  

2.01  

2.44  

~ 2.8       

Bismuth   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.104

0.119

0.122

0.125

0.143

0.135

Cadmium      .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.179

0.218

0.229

0.238

0.255

—    

Cerium     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.190

0.199

0.219

—    

Chromium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.117

0.351

0.438

0.481

0.527

0.55  

Cobalt     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.169

0.357

0.414

0.443

0.490

0.54  

Copper    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.195

0.341

0.379

0.397

0.419

~ 0.43     

Erbium     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.192

0.140

0.166

0.169

0.174

0.181

Gadolinium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.166

0.300

0.35  

0.38  

0.39  

Gold  .     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.097

0.121

0.128

0.131

0.135

0.140

Hafnium   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.101

0.134

0.143

0.148

0.157

0.164

Holmium  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.161

0.164

0.168

—    

Indium     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.191

0.222

0.231

0.247

0.247

0.239

Iron (α)    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.144

0.336

0.442

0.484

0.567

0.665

Lanthanum    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.156

0.194

0.210

—    

Lead  .     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.114

0.124

0.127

0.131

0.141

0.132

Lithium    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

1.30  

2.89  

3.48  

3.87  

4.28  

4.17  

Lutetium  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.602

0.64  

—    

Magnesium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.488

0.887

1.00  

1.06  

1.14  

1.27  

Manganese (α)   .    .    .    .    .    .    .    .

0.201

0.394

0.467

0.502

0.565

0.63  

Mercury  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.115

0.132

0.140

0.137

0.135

0.137

Molybdenum     .    .    .    .    .    .    .    .

0.098

0.209

0.246

0.259

0.274

0.285

Nickel     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.163

0.357

0.429

0.465

0.569

0.527

Niobium  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.167

0.247

0.265

0.272

0.28  

0.29  

Osmium  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.130

0.132

0.136

—    

Palladium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.124

0.218

0.240

0.249

0.259

 0.270

Platinum  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.085

0.123

0.132

0.135

0.141

 0.146

Plutonium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.146

~ 0.17     

~ 0.20     

  ~ 0.18     

Potassium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.604

0.677

0.732

0.813

0.774

  0.761

Praseodymium   .    .    .    .    .    .    .    .

0.193

0.196

0.200

0.217

~ 0.24 

Rhenium    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.078

0.125

0.138

0.142

0.145

0.146

Rhodium    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.088

0.209

0.238

0.252

0.269

Rubidium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.291

0.315

0.346

0.390

0.358

0.340

Ruthenium  .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.094

0.202

0.235

0.241

0.251

Samarium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.177

0.192

0.214

0.263

0.296

Scandium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.497

0.557

0.582

Silver    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.162

0.219

0.235

0.239

0.249

0.257

Sodium      .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.888

1.101

1.200

1.383

1.304

1.261

Tantalum    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.095

0.130

0.139

0.143

0.150

0.152

Terbium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.178

0.255

0.186

0.180

0.186

0.204

Thallium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.115

0.126

0.131

0.138

Thorium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.091

0.110

0.117

0.122

0.133

0.144

Thulium      .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.146

0.156

0.159

0.161

Tin   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.170

0.211

0.221

0.240

0.244

0.235

Titanium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.218

0.438

0.511

0.546

0.586

0.628

Tungsten    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.068

0.120

0.133

0.135

0.140

0.143

Uranium     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.085

0.106

0.114

0.119

0.144

0.167

Vanadium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.188

0.409

0.489

0.510

0.531

0.573

Yttrium  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.200

0.273

0.294

0.304

0.320

0.336

Zinc  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.251

0.357

0.385

0.402

0.437

0.470

Zirconium   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.170

0.257

0.273

0.294

0.319

0.339

             

Values in italics refer to liquid state.




Alloy

cp/Jg−1 K−1

Temperature/K

77

173

273

373

573

773

             

Alumel 72Ni, 25Mn, 2Al    .    .    .    .    .

0.481

0.496

 

Aluminium alloys 93Al, 7Si     .    .    .    .

0.866

0.929

1.009

    —

    94Al, 4.5Cu, 1.5Mg   .    .    .    .    . 

0.48  

0.69  

0.82  

0.91  

1.03  

    —

Brass   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.20  

0.34  

0.387

0.390

0.448

    —

Chromel 90Ni, 10Cr .    .    .    .    .    .    .

0.473

0.521

    —

Constantan 60Cu, 40Ni .    .    .    .    .    .

0.175

0.401

0.425

0.457

    —

Monel 67Ni, 29Cu + Fe     .    .    .    .    .

0.35  

0.406

0.448

0.489

0.514

Nichrome V, 77Ni, 19.5Cr  .    .    .    .    .

0.432

0.464

0.509

0.548

Nickel steels

 

 

 

 

 

 

    3.5% Ni     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.496

0.569

0.694

    5.0% Ni     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.155

0.365

0.445

    —

    9% Ni   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.154

0.364

0.454

0.557

    —

Nickel Superalloys

 

 

 

 

 

 

    75Ni, 20Cr, 5Fe    .    .    .    .    .    . 

0.442

0.468

0.507

0.540

    60Ni, 10Co, 10W, 9Cr, 5Al, 2Ta    .

0.403

0.428

0.459

0.481

Solder 50Pb, 50Sn    .    .    .    .    .    .

0.142

0.167

0.177

    30Bi, 70Sn  .    .    .    .    .    .    .    .

0.198

0.277

Steels

 

 

 

 

 

 

    Low alloy (→5% additions)  .    .    .

   0.44–45

   0.48–50

   0.55–59

   0.67–70

    18Cr, 10Ni stainless    .    .    .    .    .

0.460

0.504

0.593

    18Cr, 12Ni stainless    .    .    .    .    .

0.197

0.401

0.47  

    25Cr, 20Ni stainless    .    .    .    .    .

0.450

0.490

0.530

0.560

    24Cr, 20Ni stainless     .    .    .    .    .

0.195

0.393

0.463

Titanium alloys

 

 

 

 

 

 

    90Ti, 6Al, 4V   .    .    .    .    .    .    .

0.21  

0.45  

0.547

0.569

0.616

0.678

    81Ti, 11Sn, 5Zr, 2Al  .    .    .    .    .

 

 

0.490

0.506

0.548

0.602

Zircaloy 2  .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.280

0.295

0.316

 

 

 

 

 

 

 




Miscellaneous

cp/Jg−1 K−1

Temperature/K

77

173

273

373

573

773  

 

 

 

 

 

 

 

Air (dry) cp     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

1.008

1.011

     1.092

Alumina Al2O3    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.060

0.403

0.718

0.907

    1.089

     1.168

Asbestos    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

 (~ 0.84)

Basalt    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

 (~ 0.84–1.0)

Boron   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.064

0.48  

~0.96     

1.37  

    1.84

     2.22

Boron nitride   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.15  

0.43  

0.72  

0.916

    1.375

     1.619

Calcium silicate     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.71  

0.82  

    0.97

     1.04  

    (CaSiO3)

 

 

 

 

 

 

Carbon (diamond)      .    .    .    .    .    .    .    .

0.008

0.14  

0.42  

0.77  

    1.30  

     1.59  

Carbon (graphite)  .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.009

0.34  

0.644

0.918

    1.348

     1.620

Chalk     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.75  

0.92  

 —

Ebonite  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

 (1.38)

 —

Fluorspar CaF2     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.83  

0.93  

    0.99

     1.07

Glass crown     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

 (~ 0.67)‡

 —

    flint    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

 (~ 0.5)‡

    Pyrex      .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.70  

0.85  

    1.1

 —

Ice    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.686

1.372

2.097

        —

India rubber      .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

1.25  

1.49  

Magnesia, MgO     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.10  

0.57  

0.874

1.034     

    1.163

     1.221

Porcelain     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

 (~ 0.75)A§

     (~ 1.07) B§

Polymers

 

 

 

 

 

 

    Epoxy resin (cured)     .    .    .    .    .    .    .

1.11  

1.52     

    2.11 (473)

    Natural rubber

0.52  

1.0   

1.80  

2.19    

       (vulcanised/unvulcanised)   .    .    .    .    .

 

 

 

 

 

 

    Nylon 6  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.48  

0.91  

1.31  

2.10     

    2.75

    PET  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.36  

0.70  

1.03  

1.50     

    2.07

    PMMA (Perspex)  .    .    .    .    .    .    .    .

0.45  

0.87  

1.27  

g         

    2.25 (473)

    Polycarbonate  .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.35  

0.71  

1.10  

1.50     

    2.01 (473)

    Polyethylene     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.54  

1.06  

1.55  

2.45     

    2.73 (473)

    Polystyrene      .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.38  

0.71  

1.11  

g         

    2.15 (473)

    PTFE (Teflon)  .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.30  

0.65  

0.97  

    PVC (rigid)  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.36  

0.62  

0.88  

Potassium chloride     .    .    .    .    .    .    .    .

0.44  

0.63  

0.68  

Pyroceram  .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.71  

0.90     

    1.03

     1.12

Quartz SiO2     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.19  

0.47  

0.73  

0.86     

    1.06

     1.2

Quartz glass     .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.70  

0.83     

    1.02

     1.11

Silicon   .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.18  

0.49  

0.68  

0.77     

    0.85

     0.88

Silicon Carbide     .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.05  

0.82     

    1.01

     1.12

Sodium Chloride   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.48  

0.77  

0.84  

Tungsten carbide   .    .    .    .    .    .    .    .    .

0.044

0.119

0.171

0.203   

    0.231

     0.248

 

 

 

 

 

 

 

     Mean values 293 K to 373 K.
     Mean values 283 K to 323 K.
    § Mean values A 288 K to 473 K, B 288 K to 1273 K.
    g = glass transition region
    Values in italics refer to the liquid or rubbery state




References

C. J. Adkins (1983), Equilibrium Thermodynamics, 3rd edn., Cambridge University Press.
J. D. Cox, D. D. Wagman and V. A. Medvedev (1989), CODATA Key Values for Thermodynamics, Hemisphere, New York.
K. N. Marsh (ed.), (1987), Material for the Realization of Physicochemical Properties, Blackwell, Oxford.

M. J. Richardson

 

 

spacer


spacer
spacer
spacer spacer spacer

Home | About | Table of Contents | Advanced Search | Copyright | Feedback | Privacy | ^ Top of Page ^

spacer

This site is hosted and maintained by the National Physical Laboratory © 2015.

spacer