Capacitatea termică a gazelor
Conceptul de căldură specifică
Termenul Complicata „capacitate de căldură“ este nimic ca abilitatea organismului de a consuma energie termică externă pentru a ridica energia cinetică internă a propriilor sale molecule, de ex., E. Creșterea temperaturii atunci când căldura este furnizată din exterior.
După cum știm deja din articolele anterioare, creșterea de temperatură a oricărei substanțe este însoțită de o creștere a energiei cinetice a particulelor sale, care începe să crească viteza. Acest proces este însoțit în mod inevitabil, de o scădere a potențialului energetic al moleculelor interne ale corpului, deoarece acestea sunt mai slabe interacționează prin câmpurile gravitaționale și electromagnetice (în principal, datorită distanței tot mai mare dintre ele).
Diferite substanțe pot variat „absorbi“ energia externă. Pentru a încălzi până la o anumită temperatură, de exemplu, 1 kg de oțel inoxidabil, este necesar să se petreacă în mod semnificativ mai multă căldură decât încălzirea timp de 1 kg de fier.
Acest fapt sugerează ideea de a introduce conceptul de capacitate de organisme „captare“ și „a absorbi“, provenind de la căldură ambiantă. Este această proprietate fizică a corpurilor materiale este căldura specifică.
Pentru a crește numărul de unități ale temperaturii substanței dT. trebuie să-l DQ de căldură spune.
Raportul c = dq / dT numit material de căldură specific.
Capacitatea termică specifică indică cât de mult trebuie să căldură suma la materialul unitate să-l încălzească la 1K (un grad Kelvin).
În funcție de cantitățile selectate ale substanței sunt masă disting (raportat la 1 kg). kilomolnuyu (menționate la 1 kmol) și volumul (menționat la 1 m 3) Capacitatea termică specifică.
c = dq / dT = (du + pdv) / dT = du / dT + pdv / dT.
Cantitatea PDV / dT numit de lucru specifice. Ea arată ce unitatea de lucru realizează cantitatea de gaze prin creșterea temperaturii sale la 1K.
Dacă intrarea de căldură la volumul de gaz rămâne constant ocupată de ele (v = const). apoi = 0 dv iar căldura specifică cv = du / dT. unde du = cv dT.
Dacă în timpul apropierii căldurii presiunii gazului rămâne neschimbată (p = const). căldura specifică este egală cu:
Prin urmare, căldura specifică la căldura specifică constantă o presiune mai mare la volum constant pentru activitatea specifică.
Diferențierea ecuația de stare atunci când pv = RT p = const. obținem o expresie pentru activitatea specifică de gaze ideale:
Pentru un gaz ideal valori cp și cv sunt constante, astfel încât raportul cp / cv = k este de asemenea constant.
Încălzirea temperatura ideală de gaz de la T1 la T2 la un volum constant, este necesar pentru a aduce cantitatea de căldură egală cu:
și să se încălzească la presiune constantă:
Dependența capacității de căldură
Căldura specifică de gaze reale, spre deosebire de gazele ideale variază în funcție de presiune și temperatură. Dependența de căldura specifică a presiunii în calculele practice pot fi neglijate. Dar dependența capacității de căldura specifică a temperaturii trebuie să fie luate în considerare, deoarece este foarte important.
Studiile arată că, căldura specifică a gazelor reale este o funcție complexă a temperaturii:
Din aceasta rezultă că, în diferite domenii de temperatură pentru cantitatea de unitate de încălzire cu gaz 1K necesită cantități diferite de căldură.
Cu toate acestea, dacă selectați un interval de temperatură destul de îngustă, este posibil să se ia constanta de caldura specifica pentru el. Evident, în cazul în care acest interval de temperatură tinde la zero, aceasta corespunde cu adevărat căldura specifică căldura specifică la o anumită temperatură:
c = lim Δq / T când AT se apropie de zero, sau c = dq / dT. de unde
Pentru a determina cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea gazului de la T1 la T2. necesare pentru a integra dependența diferențială rezultată.
În soluția practică a problemelor termice utilizează conceptul de căldură specifică medie, la un interval de temperatură predeterminat.
căldura specifică medie (cm) de gaz la un anumit interval de temperatură - este cantitatea de căldură care este necesară pentru a aduce gazul sau retragerea din ea, pentru a schimba temperatura de pe 1K în acest interval de temperatură.
Căldura specifică a amestecului de gaze
Amestecul gaz sccm masă specifică capacitatea calorică a însemnat cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea amestecului de 1 kg de 1K. Evident, această cantitate de căldură poate fi obținut prin adăugarea cantității de căldură necesară pentru încălzirea fiecărei componente care constituie amestecul:
în cazul în care:
ci - capacitatea termică Masa specifică i component al amestecului lea;
mi - fracțiunea de masă a componentei în amestec.
În mod similar, putem defini căldura specifică volumetric specific al amestecului de gaze - ca suma cąldurii volum specifice ale componentelor sale. Capacitatea termică specifică Kilomolnaya a amestecului de gaz determinat prin formula:
unde: μi - greutatea moleculară a componentei de amestec; ri - fracția volumică a unei componente în amestec.
Descărcați aspectele teoretice pentru biletele de examinare
pe un subiect „Bazele Hidraulică și termotehnicã“
(În format Word, dimensiunea fișierului 68 KB)
Descărcați programul de lucru
pe un subiect „Bazele Hidraulică și termotehnicã“ (în format Word):
Descarcă calendar tematic Planul
pe un subiect „Bazele Hidraulică și termotehnicã“ (în format Word):