ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоемкость газов из "Техническая термодинамика. Теплопередача " Теплоемкость—весьма важная физическая величина, зная ее, можно определить количество теплоты, подведенное (отведенное) к термодинамическому телу, изменение его (тела) внутренней энергии и т. п. Теплоемкость вещества обусловлена его микроструктурой. Определить теплоемкость методами термодинамики невозможно. [c.25] Можно определить теплоемкость методами молекулярно-кинетической теории газов и квантовой механики.- Названные методы пока не нашли широкого распространения в инженерных расчетах либо из-за недостаточной точности полученных результатов, либо из-за сложности и трудоемкости. [c.25] Обычно в инженерных расчетах используют экспериментальные значения теплоемкостей веществ. [c.25] Отношение теплоемкости вещества (рабочего тела) к его массе называют удельной, (массовой) теплоемкостью [Дж/(кг-Ю]. [c.25] Объемной теплоемкостью с [Дж/(м К)] называют отношение теплоемкости аела к его объему при нормальных физических условиях (/)= 101 375 Па, = 0°С). [c.26] Молярной теплеем кос тью с [Дж/(мольК)] называют величину, равную произведению массовой теплоемкости на молярную массу данного вещества. [c.26] Связь между названными теплоемкостями можно представить в следующей форме с рс с = [хс/22,4, где р (кг/м ) и 22,4 мкмоль—соответственно плотность и объем количества вещества 1 моль при нормальных физических условиях. [c.26] Величина dl/dT представляет собой удельную работу, она зависит от характера процесса. [c.26] Обозначим теплоемкости для этих процессов соответственно и Ср. [c.26] В процессе и = onst для нагревания 1 кг газа на один градус требуется Дж теплоты, вся она идет на увеличение внутренней энергии. [c.27] В процессе р = onst для нагревания 1 кг газа на один градус требуется Ср Дж теплоты, из которых Дж идет на увеличение внутренней энергии (так же как и в процессе и = onst), а ( j,— j Дж или R Дж —на совершение работы. [c.27] В правой части (3.7) произведение ц/ представляет собой универсальную газовую постоянную R, значит, разность молярных теплоемкостей есть величина постоянная, одинаковая для всех идеальных газов. [c.27] Теплоемкость идеального газа можно определить, если известна его внутренняя энергия, например, по (3.4). Внутренняя энергия идеального газа складывается из кинетической энергии его молекул, так как в идеальном газе нет сил взаимодействия между молекулами и поэтому газ не обладает внутренней потенциальной энергией. [c.27] Кинетическая энергия одноатомной молекулы—это энергия ее поступательного движения, которое можно разложить на три составляющие по направлениям трех осей координат. Положение одноатомной молекулы в пространстве определяется тремя координатами, следовательно, она обладает тремя степенями свободы. [c.29] Двух- и многоатомные молекулы могут совершать не тол[ ко поступательные, но и вращательные движения. Двухатомная молекула может совершать вращательные движения вокруг осей, проходящих через центр тяжести и нормальных к линии, соединяющей атомы. На рис. 3.2, а показаны оси, вокруг которых может вращаться двухатомная молекула, например, азота N . Движение двухатомной молекулы может быть разложено на пять составляющих—три поступательных и два вращательных ее положение в пространстве определено тремя координатами одного и двумя второго атома она обладает пятью степенями свободы—тремя поступательного и двумя вращательного движения. [c.29] Движение трехатомной молекулы может быть разложено на шесть составляющих—три поступательных и три вращательных на рис. 3.2,6 показаны оси, вокруг которых может вращаться трехатомная молекула, например SO ее положение в пространстве определяется тремя координатами одного, двумя координатами другого и одной координатой третьего атома она обладает шестью степенями свободы—тремя поступательного и тремя вращательного движения. Положение любого тела в пространстве определяется положением трех его точек, не лежащих на одной прямой и жестко связанных между собой. Поэтому положение многоатомной молекулы (число атомов четыре и более) в пространстве определяется так же, как и трехатомной она имеет шесть степеней свободы. [c.29] Сопоставление полученного теоретического результата с экспериментальными данными (рис. 3.1) показывает значительное расхождение. [c.30] Сопоставление теоретических результатов (3.15), (3.16) с экспериментальными (рис. 3.1) показывает, что может быть они будут совпадать при высоких температурах, однако при комнатных совпадения нет. Расхождение теоретических и экспериментальных результатов можно объяснить и устранить с помощью квантовой теории. [c.31] В классической механике принято, что вращательная (угловая скорость вращения) и колебательная (амплитуда колебаний) энергии изменяются непрерывно. [c.31] Вернуться к основной статье