Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






ВВЕДЕНИЕ. Для характеристики тепловых свойств тел в термодинамике широко используют понятие теплоемкости






Для характеристики тепловых свойств тел в термодинамике широко используют понятие теплоемкости. Теплоемкостью тела называют отношение количества сообщенной ему теплоты DQ к соответствующему изменению температуры тела DТ. Эксперименты и расчеты показывают, что теплоемкость тела зависит от его химического состава, массы и термодинамического состояния, а также от вида процесса изменения состояния тела при сообщении ему теплоты.

Для однородных тел удобно пользоваться удельной и молярной теплоемкостями. Удельной теплоемкостью называют физическую величину С, численно равную количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для изменения его температуры на 1К, в рассматриваемом термодинамическом процессе.

(8.1.)

Удельная теплоемкость вещества не зависит от массы вещества, содержащегося в теле. В системе СИ удельная теплоемкость измеряется в джоулях деленных на килограмм – кельвин, что обозначается сокращенно Дж/кгК.

Молярной теплоемкостью называют физическую величину Сm, численно равную количеству теплоты, которую необходимо сообщить одному молю вещества для изменения его температуры на 1К в рассматриваемом термодинамическом процессе. Очевидно, что

(8.2.)

где m - молярная масса вещества,

С – удельная теплоемкость

Для газов надо учитывать, при каких условиях они нагреваются. Различают теплоемкость газов при постоянном давлении и при постоянном объеме. Нагревание газа при постоянном объеме (изохорический процесс) приводи к тому, что все тепло идет на увеличение внутренней энергии газа. В этом случае работа не совершается. Из первого закона термодинамики следует что,

 

DU=DQ (8.3.)

Учитывая, что внутренняя энергия одного моля газа равна

(8.4.)

и используя уравнение (8.2.), получим после преобразования

(8.5.)

где I – число свободы молекул газа,

R – универсальная газовая постоянная, R=8, 31Дж/(мольК)

При нагревании газа при постоянном давлении (изобарический процесс) газ расширяется; сообщаемое ему извне тепло идет не только на увеличение запаса его внутренней энергии DU, но и на совершение работы против внешних сил DА. Таким образом, теплоемкость при постоянном давлении СРm больше теплоемкости при постоянном объеме СV, m на ту работу DА, которую совершает один моль газа при расширении вследствие нагревания его на 1 К при Р=const. Известно, что при этих условиях DА=R, отсюда

(8.6.)

подставив в (8.6.) уравнение (8.5.), получим

(8.7.)

Пользуясь соотношением (8.2.) между удельными и молярными теплоемкостями, находим для удельных теплоемкостей

и

Отношение удельных и молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме обозначают g (показатель адиабаты).

(8.8.)

Это отношение зависит только от числа степеней свободы молекул газа. Для одноатомного газа i=3, для двухатомного i=5, для трехатомного и многоатомного i=6.

Отношение теплоемкостей в термодинамике имеет большое значение. Оно входит в уравнение Пуассона, которое описывает адиабатическое расширение газа.

(8.9.)

Одним из основных простых методов определения является методом адиабатического расширения. /метод Клемана - Дезорма/. В работе определяется g для воздуха/двухатомный газ/.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.