比熱比

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比熱比(ひねつひ、: heat capacity ratio)は定圧熱容量と定積熱容量の比である。熱力学の解析に用いるのは、それぞれ1モルあたりの定圧熱容量(定圧比熱)、定積熱容量(定積比熱)の比であり、通常 γ または κ と表示される。ただし工業的には、MKS系に単位換算された値を用いるのが一般的である。モルと kg の換算には、炭素12を基準とした炭素スケールが用いられる。

断熱圧縮膨張時の圧力P と体積V の関係は、比熱比を用いて次のように表される(ポアソンの法則)。

PV^\gamma = \mathrm{const.}

下表に示すように、気体の比熱容量、比熱比は、分子の構造によって決まる(エントロピーにおける分子の運動エネルギーには回転運動も含むためその差が比熱比の差になり現れる)。

25℃における気体の定圧・定積比熱容量、比熱比
分子構造 気体 分子量 炭素スケール 比熱容量 比熱比
定圧 CP 定積 CV γ=CP/CV
原子数 JK-1mol-1 JK-1mol-1
JK-1kg-1 JK-1kg-1
1 He 4 4.0026 20.78≒5/2R 12.47≒3/2R 1.66
5192 3116
2 O2 32 31.889 29.33≒7/2R 21.01≒5/2R 1.40
919.8 658.8
3以上 CO2 44 44.010 37.14 28.83 1.29
843.9 655.1
NH3 17 17.301 35.48 27.17 1.31
2051 1570
CH4 16 16.043 35.74 27.43 1.30
2228 1710

関連項目[編集]