Теплоемкость газа

Теплоемкость тела – кол-во теплоты, необходимое для нагрева тела на 1°. Теплоемкость измеряется в Дж/К, допускается едини­ца Дж/°С; в технических расчётах — кДж/К. Если теплоемкость относят к какой-либо единице количества вещества (кг, м³, кмоль), то такая теплоемкость - удельная и ее единица соответственно будет кДж/(кг·К), кДж/(м³·К) и кДж/(кмоль·К). В зависимости от выбранной количественной единицы вещества различают массовую с, объемную с' и кило-мольную µс теплоемкости. Между ними имеют место сле­дующие соотношения: с = µс/22,41; с' = ρс. Теплоёмкость существенным образом зависит от ха­рактера процесса. Поэтому значения теплоемкости в раз­личных процессах различны.

Истинная теплоемкость при данной температуре представляет собой предел, к которому стре­мится теплоемкость, средняя для прилегающего темпера­турного интервала, когда этот интервал стремится к нулю. (средняя теплоёмкость)

В соответствии с определениями истинной и средней теплоемкости можно написать следующие выражения для теплоты, сообщенной 1 кг газа:

а) при бесконечно малом изменении t га­за, кДж/кг:dq = cdt

б) при изменении t газа от t1до t2, кДж/кг: q=cm(t2-t1).

Для нагревания массы Q ( кг) от t t1до t₂ потребуется теп­лота Q (кДж): Q=G cm(t2-t1)

Особое значение для нагревания (или охлаждения) газа имеют условия, при которых происходит процесс подвода (или отвода) теплоты. В теплотехнике наиболее важным является:

нагревание (или охлаждение) при постоянном объеме - изохорный ;

нагревание (или охлаждение) при постоянном давле­нии – изобарный .

Связь между этими теплоемкостями устанавливается уравнением Майера:

При нагревании 1 кг газа на 1 °С при постоянном объеме сообщаемая газу теплота — теплоемкость c_v — расходуется только на увеличение внутренней энергии газа, так как внешняя работа не совершается.

При нагревании же 1 кг газа на 1 °С при постоянном давлении объем газа возрастает и сообщаемую газу теп­лоту — теплоемкость с_р — расходуют не только на уве­личение внутренней энергии газа, но и на совершение работы расширения. Поэтому теплоемкость c_p всегда больше, чем теплоемкость c_v на величину работы, совер­шаемой 1 кг газа при нагревании его на 1 °С при постоян­ном давлении.

Дата добавления: 2015-10-13