Теплоемкость. Вычисление теплоты различных процессов

Опытное определение удельной (с)или мольной (С) теплоемкости тела заключается в измерении теплоты Q, поглощаемой при нагревании одного грамма или одного моля вещества на одинградус при тех или иных условиях (постоянство давления или объёма или иные условия). При этом находят средние теплоемкости в интервале температур T ₁¸ T ₂:

= (I, 16)

Истинные теплоемкости связаны со средними теплоемкостями соотношением:

C_P = ₌ (I, 17)

Истинные теплоемкости вычисляются из средних.

Зависимость теплоемкости от температуры не может быть определена через другие свойства вещества на основании законов термодинамики. Она изучается экспериментально, теория же этой проблемы разрабатывается методами квантовой статистической физики.

Ход теплоемкостей в широком интервале температур охватывается обычно эмпирическим степенным рядом:

C_P = a + bT + сT ² (I, 18)

Для значительного количества индивидуальных веществ значения коэффициентов a, b, с определены эмпирически и приводятся в справочных таблицах.

Из уравнения (I, 17) следует:

(I, 18а)

Проинтегрируем полученное выражение с учетом (I, 18):

Полученное выражение дает возможность вычислить теплоту любого процесса, связанного с изменением температуры в заданном интервале, если известна функциональная зависимость теплоемкости от температуры.

Теплоты процессов, протекающих при постоянной температуре (например, фазовые переходы – испарение, плавление и т. д.), определяются экспериментально и также приводятся в справочных таблицах.