Жылу мөлшері және жылу сыйымдылығы

Термодинамикада денелердің жылулық қасиетін сипаттау үшін сыйымдылық ұғымы қолданылады. Денеге берілетін немесе денеден алынатын жылу мөлшері:

dQ = mcdT, (6.1)

мұндағы m – дененің массасы, с – оның меншікті жылу сыйымдылығы, dT – дене температурасының өзгерісі.

Заттың меншікті жылу сыйымдылығы деп 1 кг заттың температурасын 1 К қыздыру үшін қажетті жылу мөлшерінің шамасын айтамыз:

(6.2)

Меншікті жылу сыйымдылығы Дж/(кг К) – мен өлшенеді.

Молярлық жылу сыйымдылығы деп 1 моль заттың температурасын 1 К қыздыру үшін қажетті жылу мөлшерінің шамасын айтамыз, яғни

(6.3)

Меншікті жылу сыйымдылығының молярлық жылу сыйымдылығымен байланысы:

.

Мұндағы μ – заттың молярлық массасы. Меншікті жылу сыйымдылығының шамасы денені қыздыру шарттарына тәуелді. Қыздыруды көлем немесе қысым тұрақты болған жағдайда жүргізгендігі жылу сыйымдылығының айрықша маңызы бар.

Тұрақты көлемдегі меншікті жылу сыйымдылығы және тұрақты қысымдағы меншікті жылу сыйымдылығы болсын.

Егер қыздыру тұрақты көлем кезінде болса, онда сыртқы денелерге қарсы жұмыс жасалмайтындықтан, pdV=0 болып, барлық жылу дененің ішкі энергиясын арттыруға жұмсалады:

Егер газды тұрақты қысымда өтетін болса, онда газ ұлғаяды да сыртқы денелерге оң жұмыс жасайды. Демек, бұл жағдайда газдың температурасын 1 К арттыруға тұрақты көлем кезіндегіге қарағанда жылу көбірек керек болады, өйткені жылудың бір бөлігі газдың істейтін жұмысына кетеді. Сондықтан, тұрақты қысымдағы жылу сыйымдылығы тұрақты көлемдегі жылу сыйымдылығынан артық болуы керек, дәлірек айтқанда (R) газдың универсал тұрақтысына артық болады:

(6.4)

Бұл Майер теңдеуі деп аталады. Сонымен, идеал газдың 1 молінің температурасын тұрақты қысымда 1 К арттырғанда оның жасайтын жұмысы газдың универсал тұрақтысына тең болады: A=R. Сонда меншікті жылу сыйымдылығы дененің тегін сипаттайды.