Теплоемкость реального вещества

При проведении калориметрического эксперимента особенно тщательно должно быть продумано измерение разности температур —б исследуемого вещества на выходе из калориметра и на входе в него. Трудность здесь обусловлена тем, что теплоемкость реальных веществ сильно изменяется с изменением температуры (см. рис, 1.25) и экспе- [c.107]

Как известно, теплоемкость реальных веществ зависит от вида процесса, в котором осуществляется подвод теплоты к веществу. В соответствии с этим различают несколько видов теплоемкости. Здесь приводятся некоторые лабораторные работы по определению изобарной теплоемкости ср, экспериментальное измерение которой осуществляется наиболее просто, а практическое значение велико. Экспериментальное измерение изохорной теплоемкости с в силу ряда причин (см. 6.1) является более сложным и проведено лишь для небольшого числа газов. [c.115]

Зависимость теплоемкости реального вещества от давления дается уравнением [c.188]

Замечание 2. Рассмотренная здесь аномальная теплоемкость при учете вкладов от других степеней свободы дает наблюдаемую теплоемкость реальных веществ. На фиг. 123 приводится экспериментальная кривая С (Т) для никеля. [c.354]

Рассмотрим изменение энтальпии реальных веществ, которые могут менять свои фазовые состояния и теплоемкость которых зависит от температуры и скачкообразно изменяется в момент фазовых переходов. В общем виде уравнение для расчета энтальпии реального вещества, имеющего одно фазовое превращение в твердом состоянии, будет следующим [c.254]

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]

Расчетное уравнение для энтропии реальных веществ становится весьма сложным, так как оно должно учитывать изменение фазовых состояний и температурные зависимости теплоемкости, меняющиеся для каждого фазового состояния системы. В общем виде его можно представить уравнением [c.264]

Решение. Связь между теплоемкостями для реальных веществ выражена уравнением [c.57]

Уравнения (2.23) и (2.24) связывают теплоемкости Ср и Ср с термодинамическими параметрами р, V, Т и ы эти уравнения, полученные на основе первого закона термодинамики, справедливы, разумеется, для любого реального вещества, находящегося в любом агрегатном состоянии — твердом, жидком или газообразном (но однофазном). Практическая ценность уравнений типа (2.23) и (2.24) состоит в том, что они позволяют рассчитать все теплофизические свойства определенного технически важного вещества по результатам экспериментального определения лишь некоторых его свойств. Сложность в данном случае состоит в том, что в правой части, например уравнения (2.24), находятся не только уже упоминавшиеся термические параметры р, ю, Т, но и параметр иного рода — внутренняя энергия и. Зависимость и = и и, Т) или Рх и, V, Т) = 0 также является уравнением состояния данного вещества и в отличие от обычного (термического) уравнения состояния носит название калорического уравнения состояния. Величины и, Л, а также теплоемкости Ср и с называют калорическими свойствами вещества. [c.32]

Для того чтобы иметь полное представление о каком-либо реальном веществе, надо знать его-удельный объем, энтальпию, теплоемкость и другие термодинамические свойства. Однако нет необходимости определять эти свойства экспериментально, так как все термодинамические свойства реальных веществ находятся в тесной взаимосвязи. Эта связь устанавливается так называемыми дифференциальными уравнениями термодинамики, полученными на основе ее первого и второго законов. Совокупность таких уравнений представляет собой мощную расчетную базу современной теплофизики. Здесь мы рассмотрим лишь некоторые из них, наиболее часто употребляемые при обработке и согласовании экспериментальных данных. Более подробные сведения о дифференциальных уравнениях термодинамики можно найти в 6].- [c.37]

Значения энтальпии реальных веществ могут быть рассчитаны на основании экспериментальных данных по удельным объемам и теплоемкости вещества. Так как энтальпия реального вещества — функция двух параметров, то [c.45]

При экспериментальном исследовании свойств реальных веществ применяется измерение как дифференциального, так и интегрального дроссельного эффекта. Проведение таких измерений в достаточно широкой области параметров позволяет построить Л, Г-диаграмму для вещества, определить его теплоемкость и, используя дифференциальные уравнения термодинамики, рассчитать другие калорические функции и удельные объемы. Данные по дроссельному эффекту совместно с данными по Ср вещества могут быть использованы для составления уравнения состояния. [c.49]

Следует заметить, что в калориметре-расходомере измерения проводят при температурах, для которых имеются надежные данные о теплоемкости исследуемого вещества, не обязательно близких к комнатным. Например, при исследовании углекислого газа [46], для которого не имелось надежных данных о Ср при комнатной температуре и повышенных давлениях, измерение его расхода производилось при температурах около 300 С, т. е. значительно более высоких, чем критическая температура углекислого газа. В этой области поправка к теплоемкости, обусловленная реальностью. газа, сравнительно невелика и может быть достаточно точно рассчитана по уравнению состояния, составленному по надежным р, V, Т -данным. Так как-теплоемкость углекислого газа в. идеально-газовом состоянии известна очень точно, то и теплоемкости реального углекислого газа при температурах, близких к 300 С, будут достаточно точными и, следовательно, в этом случае обеспечится точное измерение расхода. [c.198]

Подобный характер изменения теплоемкости Ср и в околокритической области наблюдается не только для водяного пара, но для всех реальных веществ. Только при температурах, значительно превышающих критическую, влияние давления на теплоемкость становится ма- [c.49]

Значения энтальпии реальных веществ могут быть рассчитаны на основании экспериментальных данных по удельным объемам и теплоемкости вещества. Так как [c.52]

Теплоемкость реального газа определяется либо экспериментально, либо расчетным путем по известным значениям энтальпии или р, v, Г-зависимости вещества. [c.186]

Здесь через Ср Т) обозначена теплоемкость вещества при р О, т. е. в идеально-газовом состоянии. Первое слагаемое правой части этого уравнения представляет собой часть величины теплоемкости реального газа, зависящую только от температуры (теплоемкость идеального газа) и, следовательно, не меняющуюся с давлением, а второе слагаемое — часть, зависящую от давления. На основе данных по р, v, Т -зависимости с помощью [c.186]

Как отмечено выше (гл. 14), расчетные методы позволяют вычислять теплоемкость многих газов, особенно простых, с высокой точностью, часто превышающей точность экспериментального определения. Поэтому в отличие от теплоемкости твердых и жидких веществ, теплоемкость газов часто находят расчетом, не прибегая к эксперименту. Разумеется, из этого нельзя делать вывод, что экспериментальные определения могут быть полностью заменены теоретическими расчетами. В гл. 14 указано, что для газов, состоящих из сложных молекул, точный расчет теплоемкости квантово-статистическими методами часто бывает невозможен. Кроме того, следует принять во внимание, что теоретически вычисленные величины теплоемкостей С° относятся к газу, находящемуся в идеальном состоянии, а калориметрические измерения дают теплоемкость реального газа. Разница между этими двумя величинами, в особенности при больших давлениях, может быть значительной. Далее нередко возникает необходимость исследования теплоемкости в критической области как ниже, так и выше критической точки, а в этих случаях также необходимы экспериментальные определения. Точные экспериментальные данные по теплоемкостям газов могут быть использованы также и для расчета потенциальных барьеров, препятствующих внутреннему вращению в молекулах (см. гл. 14, 2). Наконец, экспериментальные определения во многих случаях необходимы для проверки результатов, полученных теоретическими методами. [c.351]

Энтропии реальных веществ, испытывающих ряд превращений при понижении температуры до абсолютного нуля, подсчитываются сложнее, так как изменяется величина теплоемкостей и их зависимость от температуры и надо учитывать энтропии превращений, равные разности энтальпий превращения, отнесенной к температуре превращения. [c.203]

Наряду с удовлетворением запросов многих отраслей техники изучение изохорной теплоемкости этилового спирта представляет самостоятельный научный интерес, так как анализ термодинамического поведения реальных веществ в сверхкритической области позволяет получить ценную информацию об их свойствах. [c.104]

В этой главе сначала вводятся соотношения для расчета энергий Гиббса и Гельмгольца, энтальпии, энтропии и коэффициента фугитивности. Эти соотношения используются затем совместно с уравнениями состояния (см. гл. 3) для разработки методов определения изотермических изменений энтальпии и энтропии, а также отношений фугитивность — давление для чистых веществ и смесей. В разделе 5,5 описываются производные свойства, в разделе 5,6 —методы определения теплоемкости реальных газов, в разделе 5,7 — истинные критические параметры смесей, в разделе 5.8 — теплоемкости жидкостей и в разделе 5.9 — коэффициенты фугитивности компонентов газовой фазы. [c.90]

За последнее время был достигнут значительный прогресс в вычислении термодинамических функций непосредственно из суммы состояний для некоторых веществ, по поведению приближающихся к идеальному газу. Однако вычисление термодинамических функций для реальных газов и жидкостей затруднено из-за отсутствия сведений о межмолекулярных силах. Изменение термодинамических функций реальных газов и жидкостей наиболее удобно вычислять с помощью эмпирических уравнений для макроскопических свойств или эмпирического уравнения состояния. Для количественного вычисления необходимо выразить термодинамические функции в зависимости от измеримых макроскопических свойств, таких как давление, объем, температура, теплоемкость и состав. [c.149]

Для разрушающихся теплозащитных материалов характерны высокий уровень рабочих температур и существенное изменение структуры материала. Оба этих фактора сильно отражаются на теплофизических свойствах вещества. Однако если учесть степень влияния изменений различных свойств на температурное поле в материале, то прежде всего следует выделить коэффициент теплопроводности. Изменениями других теплофизических параметров в инженерной практике часто пренебрегают. Так, хотя плотность может уменьшиться почти вдвое по мере роста температуры и разложения части компонент композиционного материала, на температурное поле влияет не она сама, а произведение плотности на теплоемкость. У большинства же реальных теплозащитных материалов теплоемкость с увеличением температуры возрастает (см. приложение), и изменение произведения рс, входящего в уравнение теплопроводности, оказывается в итоге ограниченным. Как правило, оно отклоняется от первоначального значения менее чем в 2 раза. [c.75]

В результате можно сделать вывод, что теплоемкость газа ван-дер-Ваальса при постоянном объеме с , так же как и для идеального газа, есть функция только температуры. Величина же для реального газа зависит не только от температуры, но и от давления. Независимость j, от плотности с физической точки зрения объясняет совпадение шкалы газового термометра, термометрическим веществом которой является газ ван-дер-Ваальса, с абсолютной термодинамической шкалой (см. 8). [c.79]

Для системы жидкость—пар из двух характерных теплоемкостей упругой среды Ср и имеет смысл лишь теплоемкость изохорная. Действительно, в пределах двухфазной области состояний Ср устремляется к бесконечности, и понятие изобарной теплоемкости лишается реального содержания. В то же время теплоемкость изохорная сохраняет и по отношению к двухфазному веществу свое значение характерной физической величины. [c.10]

Вместе с тем приступающие к термодинамическому исследованию испытывают обычно затруднения, связанные со сложностью и в особенности с длительностью и утомительностью проведения подобных расчетов. Это вызывается как громоздкостью самих методов расчета равновесия, так и необходимостью проведения ряда предварительных расчетов по определению изменений энтальпии и энтропии системы в стандартных и затем реальных условиях, изменения теплоемкостей всех участников процесса в каждом температур ном интервале, учета характеристик полиморфных и агрегатных превращений, а также процессов растворения одних веществ (или соединений) в других. [c.7]

Располагая материалами экспериментов, с помощью (1.19) представляется возможным вычислить поправку теплоемкости на давление газа. На рис. 3 приведена безразмерная поправка на давление реального газа в функции приведенных температур и давлений для ряда термодинамически подобных веществ по [c.17]

Как известно, теплоемкость реальных веществ зависит от вида процесса, в котором осуществляется подвод тепла к веществу. В соответствии с этим различают несколько видов теплоемкости. В этом разделе приводятся некоторые лабораторные работы по определению изобарной теплоемкости Ср, экспериментальное измерение которой осуществляется наиболее просто, а практическое значение велико. Экспериментальное измерение изохорной теплоемкости в силу ряда причин (см. 7-1) является более сложным и проведено лишь для небольшого числа газов. При известной теплоемкости Ср и p—v—Г-зависимости для данного вещества изо-хорная теплоемкость Си может быть рассчитана при помощи дифференциальных уравнений термодинамики. [c.220]

При проведении калориметрического эксперимента особенно тщательно должно быть продумано измерение разности температур ti— t исследуемого вещества на выходе из калориметра и на входе в его. Трудность здесь обусловлена тем, что теплоемкость реальных веществ сильно изменяется с изменением температуры (рис. 1-26) я экспериментальные значения Ср, полученные яри значительном изменении температу ры вещества в калориметре, будут отличаться от истинных значений Ср. Поэтому при точных. измерениях теплоемкости опыты проводятся при повышении темиературы на. несколько градусов, а в области пиков теплоемкости — всего лишь яа несколько десятых градуса. Произвести же точное измерение такой малой разности температур довольно трудно, так как ts этом случае сказываются и малейшая нестабильность материала термопары и паразитные э. д. с., вызванные его еоднородностью. [c.237]

По таблицам проф. М П. Вукаловича можно определить v, i и s, кроме того, эти таблицы содержат истинную теплоемкость Ср. В таблицах других авторов значения истинной теплоемкости для перегретого пара сводятся в отдельные таблицы или представляются в виде графика, приведенного на рис. 108. Таблицы и график показывают зависимость теплоемкости реальных веществ от двух параметров (в данном случае от р и t). Так, если требуется определить истинную теплоемкость перегретого пара при давлении и температуре t , то на графике по этим параметрам находится точка а, а по ней на оси ординат — теплоемкость Ср. [c.250]

Подобный характер изменения Ср и с в околокритиче-ской области наблюдается не только для водяного пара, но для всех реальных веществ. Только при, температурах, значительно превышающих критическую, влияние давления на теплоемкость становится малым и ее зависимость от температуры приобретает монотонный характер, как и для идеального газа. [c.43]

Формально на расхождении между изоэнтропийными процессами идеального газа и газа реального сказывается не столько различие в законах изменения характерных теплоемкостей этих веществ, сколько разное строение уравнений состояния. Например, у тел Ван-дер-Ваальса (изо-хорная теплоемкость последних, как и совершенных газов, [c.65]

При наличии экспериментальных данных по энтальпии вещества теплоемкость Ср может быть вычислена по соотношению (5-34). Зависимость теплоемкостей реальных газов от давления или объема мол т быть вычислена путем обработки данных ио зави-симэст р, о, Т с помощью уравнений (5-37) и (5-39). [c.179]

Хорошо известно, что изохорная теплоемкость определяете лишь кривизной изохор реального вещества и поэтому являете наиболее чувствительным критерием точности термическоп уравнения состояния. С учетом этого обстоятельства в [202 203] предложено параметрическое уравнение, которое в отли чие от (3.33) записано для изохорной теплоемкости [c.130]

Но по второму закону термодинамики, за счет одних только внутренних процессов, без отбора тепла наружу, энтропия вещества не может уменьшаться. Отсюда следует невозможность распространения волны разрежения в виде разрыва, и из двух режимов, существование которых допускается законами сохранения массы, импульса и энергии, требование возрастания энтропии выбирает только один — ударную волну сжатия. Это положение носит совершенно общий характер и известно под названием теоремы Цемплена. В следующем параграфе будет показано, что в волнах слабой интенсивности при условии положительности второй производной (д р/дУ )з > О совокупности неравенств (1.86) или (1.87) выполняются одновременно, совершенно независимо от конкретных термодинамических свойств вещества. Это положение можно доказать и для волн не малой амплитуды и произвольного вещества. Единственное условие, которое накладывается на свойства вещества,— это чтобы ударная адиабата во всех точках была обращена выпуклостью вниз д р/дУ )ц > О, подобно тому как это имеет место для идеального газа с постоянной теплоемкостью. Подавляющее большинство реальных веществ обладает именно такими свойствами, так что утверждение о невозможности существования ударных волн разрежения имеет весьма общий характер (о некоторых исключениях речь пойдет ниже). [c.59]

Для двухфазной среды из двух характерных теплоемкостей Ср и v имеет смысл лишь изохорная теплоемкость. Действительно, в пределах двухфазной области состояний Ср устремляется к бесконечности и понятие изобарная теплоемкость лишается реального содержания. В то же время изохорная теплоемкость сохраняет и по отношению к двухфазному веществу свое значение характерной физической величины. Ниже приведен вывод уравнений для определения температуры и паросо-держания двухфазной гомогенной смеси в случае, когда в расчете используются значения изохорных теплоемкостей воды и пара. [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...