АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Одним из основных теплофизических свойств тел, используемых в термодинамике, является теплоемкость

Читайте также:
  1. A) поднимали на белой кошме
  2. I. Возникновение в обществе социального государства является закономерным результатом
  3. I. Определение, классификация и свойства эмульсий
  4. I. Разбор основных вопросов темы.
  5. I. Разбор основных вопросов темы.
  6. III. Описание основных целей и задач государственной программы. Ключевые принципы и механизмы реализации.
  7. III. Химические свойства альдегидов и кетонов
  8. V. Описание основных ожидаемых конечных результатов государственной программы
  9. а) наименьшая частица вещества, которая сохраняет его химические свойства.
  10. Автором таких работ, как «Социальная и культурная динамика» и «Социальная мобильность» является
  11. Агрегатный индекс физического объема при исчислении по одним и тем же данным будет... среднему(го) арифметическому(го) индексу (а) физического объема.
  12. АЗОТИСТЫЙ АНГИДРИД, СТРОЕНИЕ, ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА.

Теплоемкостью тела называется физическая величина, численно равная тепловой энергии (теплоте)d¢Q, подведенной к телу при изменении его температуры на 1К в термодинамическом процессе:

С* х = , Дж/К

 

Теплоемкость тела зависит от химического состава, массы тела и его термодинамического состояния, а также от вида термодинамического процесса изменения этого состояния. Теплоемкость тела является экстенсивным свойством вещества, т.к. зависит от количества вещества в теле. Поэтому вместо теплоемкости используют понятия удельной теплоемкости.

Различают:

· удельную массовую теплоемкость сх – это теплоемкость единицы массы вещества

с х = dC* x /dm, Дж/(кг×К);

· удельную объемную теплоемкость сх¢ - теплоемкость единицы объема:

с х ¢ = dC* x /dV = c x r, Дж/(м3×К);

· а также молярную теплоемкость Смх – это теплоемкость одного моля вещества:

С х = Mcx, Дж/(моль×К).

Как было указано выше, удельная теплоемкость зависит не только от строения вещества, но и от вида термодинамического процесса. Наиболее часто на практике используются теплоемкости изобарного (х = P = сonst) и изохорного (х = V = const) процессов. Эти теплоемкости называются изобарной ср и изохорной сv.

Первый закон термодинамики в дифференциальной форме

 

, (1)

 

где d¢Q=mcxdT – элементарное количество теплоты, подводимой к термодинамической системе, затрачивается на увеличение её внутренней энергии dU и на элементарную работу d¢A = рdV, совершаемую системой против внешних сил.

Теплота, внутренняя энергия и работа, приходящиеся на единицу массы вещества называются удельными, и обозначаются соответственно q, u и l, Дж/кг.

Рассмотрим два термодинамических процесса для m кг вещества:

1) Однородное вещество нагревается при постоянном объёме
(V = const). В этом случае d V = 0 и работа d¢ A = P d V = 0, следовательно, вся теплота d¢Q, подведенная к веществу, идёт на увеличение его внутренней энергии dU:

m d′ q = m cv dT = mdu. (2)

Т.к. величина du является полным дифференциалом, то из (2) следует, что удельная изохорная теплоемкость равна

cv =

2) Вещество нагревается при постоянном давлении (P = const).

В этом случае теплота, подводимая к веществу, идёт не только на увеличение его внутренней энергии dU, но и на совершение системой работы d¢A против внешних сил:

 

d¢Q = dU + d¢A (3)

 

Следовательно, удельная теплоёмкость при постоянном давлении cp больше удельной теплоёмкости при постоянном объёме c , т.е. cp >c .

Первый закон термодинамики для изобарного процесса (d Р = 0) можно представить в следующем виде

mc pd T = m (d u + Р d υ) = m [d(u+Рυ)- υ d Р ] = m d i, (4)

где i = u+ Рυ – удельная энтальпия вещества (параметр его состояния), Дж/кг.

Для изобарного процесса величина υ d Р = 0. Отсюда следует, что удельная изобарная теплоемкость вещества равна:

c p =

Установим связь между удельными и молярными теплоёмкостями идеального газа для этих процессов. Учитывая, что внутренняя энергия и энтальпия идеального газа зависят только от температуры, а Рυ = RT / M, из (4) получим

d(iu) = d(Рυ) или (с р - c v)d T = R / M d T.

Отсюда следует, что

с р - c v = R / M.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)