Основные определения. Теплоемкостью тела называется количество теплоты, необходимое для повышения его температуры на 1 градус

Теплоемкостью тела называется количество теплоты, необходимое для повышения его температуры на 1 градус. Теплоемкость единицы количества вещества называется удельной теплоемкостью. Различают удельные теплоемкости: массовую – с, кДж/(кг∙К); объемную – С, кДж/(м³∙К); мольную – кДж/(моль∙К):

(5)

В теплотехнике принято удельную теплоемкость называть просто теплоемкостью. Теплоемкость зависит от природы рабочего тела, его температуры и характера процесса, в котором происходит подвод или отвод теплоты.

Теплоемкость газов с повышением температуры увеличивается. Если 1 кг газа нагревается от до с подводом теплоты q, кДж, то средняя теплоемкость газа в рассматриваемом интервале температур определяется по формуле

.

Теплоемкость тела, соответствующая определенной температуре, называется истинной теплоемкостью.

Зависимость истинной теплоемкости газа от температуры имеет вид:

где a, b, d – постоянные для каждого газа коэффициенты.

Средняя теплоемкость в интервале температур

Для интервала температур

Если известны табличные значения средней теплоемкости , то средняя теплоемкость в интервале

(6)

Особое значение в термодинамике имеют теплоемкости газа при постоянном давлении, т.е. в изобарном процессе – и при постоянном объеме, т.е. в изохорном процессе – . Эти теплоемкости связываются формулой Майера

. (7)

Отношение теплоемкостей

, (8)

где k – показатель адиабаты.

Теплоемкость смеси идеальных газов:

а) массовая теплоемкость смеси

(9)

б) объемная теплоемкость смеси

(10)

Теплоемкость рабочего тела в политропном процессе

(11)

где n – показатель политропы.

Теплота нагревания газа

(12)

где М – число молей газа.

Если не учитывать зависимость теплоемкости газов от температуры, то можно пользоваться табл. 2.

 

Таблица 2.

Газы
кДж/(кмоль∙К)	ккал/(кмоль∙К)
Одноатомные Двухатомные Трех- и многоатомные	12,56 20,93 28,31	20,93 29,31 37,68			5/3 7/5 9/7

 

Интерполяционные формулы для расчета истинных и средних мольных теплоемкостей газов в интервале температур 0 – 1000 ^оС приведены в табл. 3

 

Таблица 3

Газ	Истинная теплоемкость при р=const, кДж/(кмоль∙К)	Средняя теплоемкость при р=const, кДж/(кмоль∙А)
N2
O2
H2
CO
CO2
SO2
Воздух
H2O(пар)