Студопедия — Теория рассматриваемого вопроса. Одной из важнейших теплофизических характеристик вещества является теплоемкость
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Теория рассматриваемого вопроса. Одной из важнейших теплофизических характеристик вещества является теплоемкость






 

Одной из важнейших теплофизических характеристик вещества является теплоемкость.

Теплоемкостью называется количество теплоты, которое требуется для изменения температуры единицы количества вещества на один градус.

В зависимости от количества вещества, принятого за единицу, различаются теплоёмкости:

массоваяс, кДж /(кг К) – для 1 кг;

мольнаяc , кДж / (кмоль К) – для 1 киломоля;

объёмнаяс , кДж /(м К) – для 1 м газа, взятого при

нормальных физических условиях.

Связь между ними выражается следующими зависимостями:

с = c = ; (3.1)

c = c = с (3.2)

Здесь 22, 4 м / кмоль – объём киломоля газа при нормальных физических

условиях (T = 273 K, B = 760 мм рт.ст.);

v – удельный объём газа, м ;

– мольная масса газа, кг / кмоль.

Теплоемкость одного и того же газа не является величиной постоянной и зависит от количества газа, его температуры и от характера процесса.

В связи с зависимостью теплоемкости от температуры введены понятия истинная и средняя теплоемкости.

Если теплоемкость определена в интервале температур от T до T (величина нагрева газа в эксперименте конечна), то она называется средней теплоемкостью в данном интервале.

Например, для 1 кг газа в изобарном процессе нагрева в интервале температур от T до T средняя теплоемкость определяется по формуле:

(c ) = (3.3)

Истинная теплоемкость – это предел, κ которому стремится средняя теплоемкость при приближении интервала температур T T к нулю:

с = , (3.4)

где x – параметр, определяющий характер процесса.

Теплоемкость одноатомных газов не зависит от температуры и её можно считать постоянной величиной. Для двухатомных газов эта зависимость становится ощутимой только при высоких температурах (практически выше 500°С). Для трех- и многоатомных газов указанная зависимость очень существенна и может быть выражена математическим рядом:

c = , (3.5)

где a , a , a – коэффициенты (постоянные для данного газа), которые

приводятся в справочной литературе;

t – температура газа в С.

Величина теплоемкости различных газов зависит от атомного веса,
числа атомов в молекуле, пространственной структуры молекул и т.д.

Для идеальных газов, молекулы которых обладают только поступательными и вращательными степенями свободы, мольная теплоемкость в изохорном процессе может быть рассчитана на основе молекулярно-кинетической теории по формуле:

c = = , (3.6)

где R – универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж / (кмоль град);

n – число степеней свободы движения (поступательного и

вращательного) молекул газа.

В зависимости от характера процесса в расчётах используют теплоемкости:

при постоянном давлении (изобарная) – с ;

при постоянном объеме (изохорная) – с .

Изобарная и изохорная теплоемкости идеального газа связаны между собой уравнением Майера:

мольные –

c c = R , (3.7)

массовые –

с с = R (3.8)

Поэтому, для одноатомных газов (n = 3):

c = 12, 45 кДж / (кмоль К);

c = 20, 75 кДж / (кмоль К).

Для двухатомных газов и воздуха (n = 5) при t до 500 С:

c = 20, 75 кДж / (кмоль К);

c = 29, 35 кДж / (кмоль К).

 

Численные значения средних теплоемкостей различных газов в интервале температур от 0 до +1000 С и выше приводятся в справочной литературе. Их использование позволяет рассчитывать количество тепла в процессе с учетом зависимости теплоемкости от температуры.

Например, для изобарного процесса:

 

Q = (c ) M (t - t ) = (c ) V (t - t ), (3.9)

где М – масса газа, кг;

V – объём газа в кубических метрах при нормальных физических условиях.

(c ) , (c ) – соответственно массовая и объемная средние изобарные

теплоемкости (в интервале температур от t до t ),

определяемые по формулам:

(c ) = (3.10)

 

(c ) = (3.11)

Здесь (c ) ; (c ) – средние массовые изобарные теплоемкости;

(c ) ; (c ) – средние объёмные изобарные теплоемкости.

 

Численные значения указанных теплоемкостей в интервале температур от нуля до t , t определяют по справочной литературе.

Теплоёмкость веществ определяется опытным путём.

Для вычисления изобарной теплоёмкости воздуха по формуле (3.3) на установке (в данной работе), называемой проточным калорифером, определяются расход воздуха, количество тепла, используемого для его нагрева, и изменение температуры.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1039. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

В теории государства и права выделяют два пути возникновения государства: восточный и западный Восточный путь возникновения государства представляет собой плавный переход, перерастание первобытного общества в государство...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия