![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Идеального газа. Удельной теплоемкостью называется количество теплоты Q, которое необходимо сообщить единице количества вещества
Удельной теплоемкостью называется количество теплоты Q, которое необходимо сообщить единице количества вещества, чтобы изменить его температуру на один градус. В зависимости от способа измерения количества вещества различают: – удельную массовую теплоемкость, Дж/(кг∙ К):
где М, кг – масса вещества; – удельную объемную теплоемкость, Дж/(м3∙ К):
где V 0, м3 – объем вещества при нормальных физических условиях (см. разд.1); – удельную мольную теплоемкость, Дж/(кмоль∙ К):
где N, кмоль – количество киломолей вещества. Различные виды удельных теплоемкостей связаны между собой простыми соотношениями:
где μ, кг/кмоль – молекулярная масса газа. В зависимости от характера термодинамического процесса подвода тепла различают теплоемкости при постоянном объеме сv и при постоянном давлении сp, связанные между собой формулой Майера
где R, Дж/(кг ∙ К) – газовая постоянная. По классической (молекулярно-кинетической) теории теплоемкость газов не зависит от температуры, а определяется только количеством атомов в молекуле (числом степеней свободы молекулы f): Отношение теплоемкостей
называется показателем адиабаты, который для идеального газа также зависит только от количества атомов в молекуле (табл. 3.1).
Таблица 3.1 Значения мольных теплоемкостей газов по классической теории
Эксперимент показывает, что теплоемкости газов заметно изменяются с температурой. Истинной теплоемкостью газа при данной температуре является величина
где индекс x – обозначает характер процесса (p = const или v = const). Средние массовая и объемная теплоемкости смеси газов находятся как
где Внутренняя энергия термодинамической системы U, Дж – это энергия, связанная с различными формами движения и взаимодействия ее структурных частиц (кинетическая энергия движения молекул, потенциальная энергия взаимодействия молекул и др.). Удельная внутренняя энергия – это энергия, отнесенная к единице массы системы Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы, т. е. зависит только от параметров термодинамической системы, например Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры и находится как:
Энтальпия – это энергия расширенной термодинамической системы, включающей в себя саму систему и окружающую среду (оболочку, удерживающую систему в заданном объеме). Энтальпия H, Дж, и удельная энтальпия
Энтальпия является однозначной функцией состояния системы, т. е. зависит только от параметров термодинамической системы, например Энтальпия идеального газа зависит только от температуры:
В формулах (3.9), (3.12) теплоемкости газа при постоянном давлении ср и при постоянном объеме сv определяются либо методами молекулярно-кинетической теории по табл. 3.1, либо как средние теплоемкости в интервале температур от Т 1 до Т 2 по уравнению (3.7). Задачи 3.1. Найти среднюю удельную теплоемкость cp азота в интервале температур от 1000 оС до 2000 оС, если известно, что
|