Capacitatea termică a gazelor ideale

Fig. 3.5. Dependența căldurii specifice a unui gaz ideal de proces termodinamic: n = 0 - izobară proces c = cp; n = 1 - proces izometrice; n = k proces adiabatic cu = 0; - proces izocoră = cv.

Aici R. - constantă de gaz. numeric egală cu cantitatea de căldură care se duce la activitatea de expansiune a gazului încălzit cu 1 ° la presiune constantă acestuia (p = const).

Aici - .. constantă de gaz Kilomole a gazului, adică, constanta universală a gazelor.

Luați în considerare capacitatea ideală de căldură cu gaz. Desigur, în fizică este cunoscut faptul că kilomolnaya capacitate termică a unui gaz ideal la volum constant este egal cu,

Aici, numărul 3 este numărul de grade de libertate a moleculelor de translatie (toate moleculele dintr-o moleculă este independentă de numărul de atomi din aceeași); i - numărul de grade de libertate de rotație de molecule. Această formulă a fost obținută fără mișcare de vibrație a atomilor într-o moleculă de gaz și pot fi utilizate la temperaturi scăzute, gaze

Obiectiv 3.1. Pentru a explica de ce moleculele monoatomic i = 0, y i = 2 diatomic, molecula triatomic si de la molecula la numărul de atomi de mai mult de trei, i = 3.

Capacitatea termică a amestecului de gaze

Capacitatea termică a amestecului de gaz poate fi determinată din condiția ca cantitatea de amestec gazos Q. căldură, care comunică cu mediul exterior, este egală cu suma energiei termice. schimbate cu un amestec mediu de ingrediente:

Deoarece toate gazele din amestec sunt încălzite în mod egal. capacitatea termică în masă a amestecului se exprimă prin fracții c masice ale componentelor amestecului și a capacității calorice formula lor ci masa

Capacitatea termică a amestecului poate fi exprimat în mod similar în ceea ce privește fracțiunile de volum și ceilalți. Lobe (.) Având în vedere (3.9)

Constatând faptul că și scrie raportul căldurilor specifice pentru kilomolnyh

Toate rapoartele, obținute în această secțiune sunt valabile pentru compoziția de echilibru a amestecului de gaz.

Una dintre funcțiile starea unui sistem termodinamic este entropia. Entropy este valoarea determinată de expresia:

dS = dQ / T. [J / K] (3.1)

sau pentru entropia specifică:

ds = DQ / T. [J / (kg · K)] (3.2)

Entropia este o singură valoare în funcție de starea corpului de a primi pentru fiecare stat o valoare certă. Este extensivă (în funcție de masa substanței) parametru condiție în orice proces termodinamic este complet determinată de starea inițială și finală a corpului și nu depinde de calea procesului.
Entropia poate fi determinată în funcție de parametrii principali ai statului:

sau pentru entropia specifică:

Deoarece entropia nu depinde de tipul și de proces este determinată de stările inițiale și finale ale mediului de lucru, atunci este doar variația în proces, care poate fi găsit prin următoarele ecuații:

Dacă entropia crește sistemului (Ds> 0), căldură atunci sistemul este furnizat.
În cazul în care entropia sistemului scade (Ds <0), то системе отводится тепло.
Dacă entropia sistemului nu este schimbat (Ds = 0, s = Const), sistemul nu este furnizat și nu este îndepărtată căldură (un proces adiabatic).