Теплоємність ідеальних газів

Програма

Поняття про теплоємність системи, тіла, питомої теплоємкості. Масова, об'ємна, мольна теплоємність, зв'язок між ними. Залежність теплоємності від характеру процесу. Теплоємність при постійному об’ємі і при постійному тиску. Зв'язок між ізобарною і ізохорною теплоємністю. Залежність теплоємності від температури підведення теплоти. Середня і істинна теплоємності. Визначення кількості теплоти через середні теплоємності.

Теплоємність суміші ідеальних газів.

Методичні вказівки. Як правило, в усіх розрахунках використовується питома теплоємкість речовини - кількість теплоти, що потрібно підвести або відвести від одиниці речовини, щоб змінити його температуру на 1 К (або градус). В залежності від одиниці речовини розрізняють масову (с, [ Дж/(кг·К) ]), об'ємну (с ¢, [ Дж/(м³·К) ]) і мольну (mс, [ Дж/(кмоль·К) ]) теплоємності. Мольна теплоємність ідеального газу залежить від його атомності. Знаючи мольну теплоємність, можна отримати масову або об'ємну:

(1)

(2)

Кількість теплоти, що необхідно підвести або відвести для змінення температури тіла на 1 К, в різних процесах не однакова. Тому теплоємність розрізняють за процесами (ізохорна с_v , ізобарна с_p , ізотермічна с _t, адіабатна с_а, політропна с_п ).

c_t = ¥, с_а = 0, -¥ < с_п < +¥. Ізохорна с_v і ізобарна с_p теплоємності мають цілком певні значення і зв'язані між собою рівнянням Майєра і Пуассона; при цьому с_p > с_v, бо при підведенні теплоти до тіла в ізобарному процесі, вона витрачається не тільки на змінювання внутрішньої енергії тіла, але і на роботу розширення.

Кількість теплоти, що викликає змінювання температури тіла на 1 К, не однакова при різних температурах тіла. Чим вища температура тіла, тим більше потрібно підвести теплоти до нього, щоб змінити його температуру на 1 К. Тому введене поняття середньої теплоємкості в якомусь інтервалі температур (від t₁ до t₂). В довідкових таблицях наводяться значення середніх теплоємкостей в інтервалі від 0 ^оС до t, як правило, кратної 100 ^оС.

Середня теплоємність у заданому інтервалі температур визначається

(3)

Якщо значення температури немає в таблиці, то значення теплоємності при цій температурі визначають шляхом лінійного інтерполірування:

, (4)

де t' і t'' - табличні значення температури відповідно менш і більш заданого значення t.

Теплоємність газових сумішей підкоряється таким же закономірностям, як і інші питомі величини сумішей: c_см = åg_i´c_i, c¢_см = åri´c¢_i , _mc_см = år_i´_mc_i .

Література: Л. 1, с. 14-16; Л. 2, с. 32-37; Л.6, розд. 3.

Дата добавления: 2015-06-04