Теплоемкость газов. Основные определения. Теплоемкости массовая, объемная и мольная. Средняя и истинная теплоемкости. Количество теплоты

Теплоемкость характеризует свойство тел принимать (отдавать) определенное количество тепла и увеличивать (уменьшать) при этом свою температуру.

Под удельной теплоемкостью, или просто теплоемкостью, понимают то количество теплоты, которое следует подвести к единице количества вещества (или отвести от него) для нагревания его на 1 град.

Так как единицами количества вещества для газов могут быть 1 кг, 1 м³ (при нормальных физических условиях) и 1 кмоль то различают три вида теплоемкостей: массовую, отнесенную к 1 кг массы и обозначаемую через с; объемную, отнесенную к 1 м³ газа при нормальных физических условиях и обозначаемую через с ', и мольную, отнесенную к 1 кмоль газа и обозначаемую через μ с.

Массовая теплоемкость измеряется в кДж/(кг· К), объемная – в кДж/(м³· К) и мольная – в кДж/(кмоль· К).

Между массовой, объемной и мольной теплоемкостями существуют следующие зависимости: с = с ' /ρ = с ' v; с = μ с /μ; с ' = μ с /22, 4.

Для идеальных газов теплоемкость не зависит от давления, а зависит от температуры, атомности и условий нагрева или охлаждения, причем с увеличением температуры газа его теплоемкость повышается.

Так как теплоемкости – переменные величины, то различают среднюю и истинную теплоемкости.

Под средней теплоемкостью понимают отношение количества теплоты q, подведенной к единице количества вещества (газа), к изменению его температуры от t ₁ до t ₂ при условии, что разность температур t ₂ – t ₁ является величиной конечной.

Средние массовая, объемная и мольная теплоемкости соответственно обозначаются через с _m, с'_m и μ с _m.

Из определения средней теплоемкости следует, что если температура газа изменяется от t₁ до t₂, то его средняя теплоемкость [кДж/(кг· К)] равна

Под истинной теплоемкостью понимают теплоемкость газа, соответствующую бесконечно малому изменению температуры dt, т. е.

с = δ q /d t,

откуда δ q = сdt.

Количество теплоты, которое следует сообщить 1 кг газа при его нагревании от температуры t ₁ до t ₂:

Если при определении количества подведенной теплоты пользуются значениями средней теплоемкости газа, то количество теплоты