Теоретическая часть. Отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме, обозначаемое буквой К

Отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме, обозначаемое буквой К, часто используется в различных термодинамических расчетах. Показатель К называют показателем адиабаты.

Значение К можно выразить через отношения массовых, объемных или мольных теплоемкостей:

В молекулярно-кинетической теории газов для определения показателя адиабаты приводится следующая формула:

где п – число степеней свободы движения молекулы газа.

Для одноатомного газа п = 3, К = 1,667, для двухатомных газов п = 5, К = 1,4 и для трехатомных газов п = 6, К = 1,33.

Теплоемкости С_р и зависят от температуры, следовательно, и показатель адиабаты “ К” должен зависеть от температуры.

Изменение состояния термодинамической системы, происходящее без теплообмена с окружающей средой () называется адиабатным процессом. Обратимый адиабатный процесс ( и ) называется изоэнтропным процессом, т.е. процессом, в котором , - диссилативные потери.

Три уравнения адиабаты:

;

В интегральной форме при () они принимают вид:

;

;

Показатель адиабатного процесса может быть выражен также и равенствами

;

В идеальном изотермическом процессе ,

и или

Поэтому, если через определенную точку с параметрами в и - осях (рис.1) процессы и , то в состоянии I отношении или , входящее в уравнение (13) и (14), будет одно и то же.

Тогда величина:

(15)

Для определения истинного показателя адиабаты необходимы аналитически или экспериментально установленные значения калорических (, ) или же термических параметров (P, V, T), а также их частных дифференциалов и производных.

Рис.1

Но если в уравнение (15) подставить малые конечные приращения, то при средний показатель адиабаты

а при Р = Рб, т.е. равном барометрическому давлению.

(16)

При уменьшении избыточного давления Р_и1 средний показатель адиабаты будет приближаться к истинному К, присущему атмосферному воздуху.

Определив средний показатель адиабаты и используя равенство:

можно вычислить, и , а затем известных и найти , , и , т.е. определить средние изохорные и изобарные весовые, мольные и объемные теплоемкости воздуха.

Поиск по сайту: