Теплоемкость двухатомных газов

Теория теплоемкости двухатомных газов [c.247]

Для двухатомных газов при комнатной температуре это отношение равно 1,4 = 7/5, что соответствует v = 5. Это приводит к модели двухатомной молекулы в виде гантели — жесткой палочки и двух материальных точек на постоянном расстоянии. Вращение вокруг продольной оси, естественно, учитывать не надо, так что Су = 5 кал/моль-К, Ср = 7 кал/моль-К. Однако, как показывает опыт, теплоемкости двухатомных газов увеличиваются с повышением температуры, чего классическая теория объяснить не может. [c.247]

Для определения теплоемкости двухатомных газов будем представлять себе молекулу в виде двух связанных между собой твердых атомов. Электронными возбуждениями в атомах при нагревании будем пренебрегать, так как при энергии возбуждения атома El—Ео 10 - Дж характеристическая температура энергии этих возбуждений [c.248]

Сопоставление полученного теоретического результата с экспериментальными данными (рис. 3.1) показывает удовлетворительное совпадение для двухатомных газов (азота N , кислорода Oj и водорода в некотором диапазоне температур. Молярная теплоемкость двухатомного газа по формуле (3.13) [c.30]

На рис. 3.4, а, б изображены зависимости колебательной и вращательной теплоемкости двухатомных газов от отноше- [c.32]

Средняя теплоемкость двухатомного газа [c.314]

Теплоемкость двухатомных газов за дымососом. ........ [c.507]

Анализ данных о теплоемкости двухатомных газов в 19.2 показал, что классическая статистика приводит к неверным результатам, — следовательно, для решения этой задачи необходимо воспользоваться формулами квантовой статистики. Как обычно, расчет начинается с вычисления статистической суммы (7.6). Верхний предел для энергии положим равным оо. [c.132]

Вращательная теплоемкость. Обсуждение результатов расчета теплоемкости двухатомных газов [c.137]

Книга содержит систематическое изложение основных вопросов современной газовой динамики. Математическое моделирование газодинамических процессов строится на базе двух независимых блоков, включающих уравнения баланса и уравнения состояния. Блок уравнений состояния формулируется на основе гипотезы о локальном термодинамическом равновесии. Рассматриваются три основные модели газовой среды совершенный газ с постоянными теплоемкостями двухатомный газ с релаксацией колебательной энергии молекул химически реагирующая смесь идеальных газов. [c.1]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ДВУХАТОМНЫХ ГАЗОВ 29 [c.293]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ДВУХАТОМНЫХ ГАЗОВ 295 [c.295]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ДВУХАТОМНЫХ ГАЗОВ 297 [c.297]

Здесь Ск, — средняя теплоемкость двухатомных газов [c.39]

Здесь t — температура, °С, с г — средняя в диапазоне температур О — / °С теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении, отнесенная к единице их объема в нормальных условиях, Дж/(м -К). Энтальпия Hr измеряется в Дж/кг или Дж/м . Удельная (отнесенная к 1 в нормальных условиях) теплоемкость дымовых газов чуть больше, чем воздуха, поскольку вместо двухатомного кислорода в них появляются более теплоемкие трехатомные Oj и НаО, однако разница не превышает 5—10%. Как и у всех газов, теплоемкость продуктов сгорания заметно возрастает с температурой. Для более точных расчетов ее можно найти по составу смеси газов [c.128]

Если принять теплоемкость величиной постоянной, то на основании данных табл. 3 получаем для одноатомных газов к = 1,67 для двухатомных газов к = 1,4 для трех- и многоатомных газов к — 1,29. [c.38]

Для двухатомных газов, считая теплоемкость величиной постоянной, имеем [c.46]

Из уравнения (8.32) видно, что энтропия представляет собой функцию температуры, давления (через молярный объем), но она также зависит от величины с . Теплоемкость идеального газа зависит от строения молекул для одноатомного газа с = = 3/2)R, а для двухатомного газа из-за увеличения степеней свободы движения она будет равна Со = (5/2)У . Таким образом, даже в самом простейшем случае энтропия отображает строение частиц, составляющих систему. Для реальных веществ, у которых при изменении температуры существуют фазовые превращения, энтропия должна изменяться при каждом превращении. Ее изменение можно определить по формуле [c.264]

Для нахождения температурного изменения теплоты сгорания моля водорода с образованием жидкой воды вычтем из теплоемкости ( p)i смеси, состоящей из моля водорода и Va моля кислорода, теплоемкость (Ср)2 моля воды. Для двухатомных газов (кислород, водород) = 20,95 Дж/(К моль) [c.298]

Эти соотношения хорошо выполняются для одноатомных газов, хуже для двухатомных и плохо для многоатомных. Теплоемкость двух- и многоатомных газов при низкой температуре меньше, чем следует из закона равнораспределения, вследствие уменьшения вклада вращательных степеней свободы. При высокой же температуре теплоемкость этих газов больше, чем следует из закона равнораспределения, вследствие термического возбуждения колебательных степеней свободы и частичной диссоциации молекул. [c.197]

При очень больших скоростях потока и при высоких температурах в аэродинамике имеют дело со смесью газов. Например, воздух при температурах до 500 К остается совершенным двухатомным газом, имеющим постоянный молекулярный вес т fn 29 и показатель адиабаты у = 1,405. При дальнейшем росте температуры увеличивается теплоемкость воздуха, что объясняется возбуждением внутренних степеней свободы в молекулах воздуха. Затем с ростом температуры происходит диссоциация воздуха (молекулы распадаются на атомы) при температурах свыше 2000 К распадается молекулярный кислород, при 4000 К и выше существенным становится разложение азота. В диапазоне температур 7000... 10 ООО К начинается процесс ионизации атомов с образованием свободных электронов. Указанные процессы являются весьма энергоемкими, и это обстоятельство необходимо учитывать при расчете течений. Если скорость химических превращений в газовой смеси велика по сравнению со скоростями газодинамических процессов, то смесь находится в химическом равновесии. В этом случае, как уже отмечалось, вместо уравнений переноса i-то компонента следует рассматривать законы действующих масс в виде (1.26). [c.29]

Второй член в правой части (3.17) представляет собой колебательную теплоемкость, которая для двухатомных газов при высоких. температурах приближается к величине R. [c.33]

Уравнения (6.35)... (6.45) применимы в том случае, когда можно принять удельную теплоемкость, а следовательно, и показатель адиабаты не зависящими от температуры. Опыт подтверждает, что при температурах, близких к О С, для двухатомных газов показатель адиабаты А = 1,40. Поэтому в тех случаях, когда процесс протекает при невысоких температурах, можно принимать значение показателя адиабаты постоянным и равным значению его при 0° С. С повышением температуры газа показатель адиабаты уменьшается. Можно принять, что для двухатомных газов в пределах от О до 2000 °С показатель адиабаты меняется по линейному закону [c.76]

Для одноатомных газов, у которых 6вр = 0, = /з для двухатомных газов, у которых бвр=-2, = 5 для трехатомных газов, где вр = 3, й = /з (за исключением газов с линейными молекулами, у которых бвр=2). У двухатомных и многоатомных идеальных газов численное значение отношения теплоемкостей Ср и Су несколько уменьшается с ростом температуры. [c.43]

Для двухатомных газов зависимость теплоемкости от температуры часто выражается линейным уравнением [c.20]

Теоретические значения мольных теплоемкостей для идеальных газов довольно близки при невысоких температурах с опытным определениям мольных теплоемкостей для одноатомных и двухатомных газов. Что касается многоатомных газов, то опытные данные для этих газов значительно расходятся с теоретическими величинами для всех практически встречающихся температур. [c.48]

Из предыдущего параграфа следует, что объемные теплоемкости идеальных газов при одинаковых внешних условиях одинаковы, т. е. для двухатомных газов [c.49]

Для воздуха, как для двухатомного газа, теплоемкость Су равна [c.107]

Энтропия, в дальнейших рассуждениях полагаем, что мольные теплоемкости всех двухатомных газов при температурах до 100—120° С равны мольной теплоемкости воздуха. [c.133]

При этом связь между удельной изобарной теплоемкостью какого-либо двухатомного газа и теплоемкостью воздуха выражается очевидной зависимостью [c.133]

Получаемые по этим формулам значения -гольных теплоемкостей близки к действительным лишь для одно- и двухатомных газов. У газов большей атомности существенную роль играют внутримолекулярные колебания атомов, а приведенные формулы их не учитывают н дают большую погрешность. [c.36]

Однако это согласие с опытом является лишь иллюзорным, фактически существует разительное противоречие между предсказаниями классической теории и результатами измерений. Дело в том, что атомы отнюдь не являются материальными точками с тремя степенями свободы, а состоят из ядра, построенного из нуклонов, и электронной оболочки. Поэтому фактическое число степеней свободы атома равно 3(2 + А) (Z — порядковый номер и А — число нуклонов в ядре). Однако измеренная теплоемкость одноатомных газов близка к (3/2) NJ. Это свидетельствует лишь о том, что в противоречии с законами классической физики электронные и внутриядерные степени свободы не вносят свой вклад в теплоемкость, являются замороженными . С аналогичной ситуацией мы сталкиваемся и в случае многоатомных газов. Например, для двухатомных газов, если игнорировать электронные и внутриядерные степени свободы, закон равнораспределения предсказывает значение Сг, одинаковое для всех газов и равное (7/2) NJ, откуда Ср = (9/2) и у = 9/7. На опыте же оказывается, что при умеренных температурах для всех двухатомных газов Ср = (5/2) NA, Ср = = (7/2) NA и у = 7 / 5. С понижением температуры Ср уменьшается и для Н2 и 02 достигает значения (3/2) NA. Для остальных газов это значение не достигается, так как еще до этого происходит сжижение. Наоборот, с повышением температуры теплоемкость увеличивается, однако теоретическое значение теплоемкости Ср = (7/2) не достигается, так как наступает диссоциация молекул газа на атомы. [c.213]

Мы разберем здесь вопрос о теплоемкости двухатомных газов. Молекулу двухатомного газа нужно представить себе как два твердых атома, связанных между собой так, что расстояние между ними можэт меняться очень мало. Каждый из атомов можно рассматривать как абсолютно жесткий и его положение отождествлять с положением ядер, потому что энергия возбуждения атома Ех — Ео очень велика (порядка 10 Дж), так что наличие движений электронов в атомах сказывается лишь начиная с температур порядка ) [c.293]

В Физической энциклопедии (1988. Т. I. С. 25, 26) читаем Для идеального газа адиабата описывается уравнением Пуассо на = onst, где у = Ср/Су—отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме (для одноатомного газа при обычных температурах у =1,67, для двухатомного газа у =1,4), а для фотонного газа адиабата описывается уравнением Пуассона, где y = li . Как это согласовать с тем, что для фотонного газа С =со, y = 4[c.177]

Таким образом, для более чем двухатомного газа молеку/ ярно-кинетическая теория теплоемкости уже не дает верных результатов. Вполне понятно, что это объясняется большей сложностью молекулы и большей сложностью внутримолекулярных движений. [c.35]

Согласно закону распределения каждая поступательная и вращательная степень свободы молекулы дает в молярную изохорную теплоемкость вклад, равный R/2, а каждая возбужденная колебательная — вклад, равный R. Колебательные степени свободы возбуждаются и дают вклад в теплоемкость лишь при высокой температуре T>hvlk, где V — частота колебаний атомов в молекуле). При учете поступательных и вращательных степеней свободы и пренебрежении колебательными закон равнораспределения дает для молярных изохорной v и изобарной Ср теплоемкостей, Дж/(моль-К) Сц=1,5 R Ср = 2,5 R — для одноатомного газа tr = 2,5/ Ср = 3,5/ — для двухатомного газа v=3 / Ср = 4 Л — для многоатомного газа. [c.197]

Рис. 3.4. Зависимость колебательной и вращательной теплоемкости i ylR двухатомных газов от отношения температуры вещества к характеристическим температурам а—Т 6—

Рис. 3.4. Зависимость колебательной и <a href="/info/389200">вращательной теплоемкости</a> i ylR <a href="/info/321292">двухатомных газов</a> от отношения температуры вещества к характеристическим температурам а—Т 6—

Для одноатомных газов / = 3, и поэтому для них цс = 4]55-3 = = 12465 и дСр = + 8314 = 20 779 ДжДкмоль К). Соответственно для двухатомных газов ( = 5) дс = 4155-5 = 20 775 и цс, = 20775 4-8314 = = 29 089 ДжДкмоль К). Наконец, для трехатомных газов и более (i = 7) цс = 4155. 7 = 29085 и цСр = 29 085 + 8314 = 3,74 10 ДжДкмоль К). Найденные опытным путем мольные теплоемкости для реальных одно- и двухатомных газов при температурах 15...20°С удовлетворительно согласуются с вычисленными по формуле (1.62) величинами. Однако для трехатомных газов получаются большие расхождения вычисленных значений мольных теплоемкостей с экспериментально найденными. Опытами установлено, что для двух- и многоатомных газов теплоемкость зависит от основных параметров состояния и в первую очередь от температуры. Для реальных газов, практически подчиняющихся уравнению состояния Менделеева - Клапейрона, теплоемкость можно принять не зависящей от давления. Однако для сжатых газов и ларов влияние давления на теплоемкость весьма значительно. [c.18]

Для одноатомных газов i = 3 и, следоиательно, к = 1,667, для двухатомных газов 1 = 5 и /с = 1,4 и, наконец, для трехатомных газов и более I = 7 и к = 1,29. Опытные данные по определению коэффициента Пуассона для реальных газов удовлетворительно согласуются с расчетными по формуле (1.64) только при невысоких температурах. Так как для реальных газов теплоемкость возрастает с повышением температуры, то, очевидно, величина к должна уменьшаться [c.19]

Для двухатомных газов наблюдается хорошее согласование значений теплоемкостей, определеи[п.1х теоретически и эксперимегггально при 0°С, и значительное расхождение при более высоких температурах. Так, например, экспериментально для воздуха при 1000°С [c.58]

Зависимосгь теплоемкости от температуры. Для двухатомных газов в интервалах температур, встречающихся обычно в тепловых расчетах, зависимость теплоемкости от температуры можно принять линейной, т. е. [c.18]

Как известно, теплоемкости идеального газа слабо меняются с температурой, поэтому величину с высокой степенью точности можно считать практически не зависящей от температуры. Известно, что мольная изо-хорная теплоемкость jx , идеального газа равна примерно 13 кДж/(кмольХ ХК) 3 ккал/(кмольхК) для одноатомного идеального газа, 21 кДж/ /(кмоль-К) 5 ккал/(кмоль-К) для двухатомного и 29 кДж/(кмоль-К)да 7 ккал/(кмоль-К) для трех- и многоатомного газа. Поскольку f 8,3 кДж/(кмоль-К) 2 ккал/(кмоль-К), то с помощью (7-56) получаем следующие примерные значения показателя изоэнтропы к идеального газа [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...