2. Виды теплоемкости

Количество теплоты, необходимое для нагревания единицы количества вещества на один градус, называется удельной тепло­емкостью.

Различают удельные теплоемкости:

• массовую с, Дж/(кг-К);

• объемную с', Дж/(м -К);

• мольную (шс), Дж/(кмоль-К).

Широкое применение в термодинамике имеют теплоемкости при постоянном давлении с_р и при постоянном объеме су. Тепло­емкость идеальных газов зависит от температуры газа. Она уве­личивается с повышением температуры. Зависимость теплоемко­сти от температуры нелинейная, но в практических расчетах ее принимают линейной

c=a+b×t ,где а, в - опытные коэффициенты; t - температура газа, °С.

Для более точных расчетов в справочной литературе приво­дятся уточненные аналитические зависимости. Согласно определению, теплоемкость

называется истинной теплоемкостью и соответствует опреде­ленной температуре. При практических расчетах в широком тем­пературном диапазоне пользуются средней теплоемкостью

Сm= Сm|^t2o* t₂ - Сm|^t1o* t_1/ t₂- t₁

где Сm|^t1o, Сm|^t2o -средние значения теплоемкостей, приводимые в таблицах в интервале температур от 0^оС до t₁ и t₂^оС.

В приближенных расчетах (или в интервале температур от минус 50 до плюс 150°С) зависимостью теплоемкости от темпе­ратуры пренебрегают и считают ее постоянной, соответствующей температуре 0°С .

В термодинамике важное значение имеет соотношение теплоемкостей с_р и с_у, которое обозначается буквой k и называется показателем адиабаты

Количество теплоты Q, Дж, подводимой или отводимой в термодинамическом процессе, можно вычислить по следующим формулам, которые справедливы и для истинной теплоемкости

где V_o-объем газа при нормальных условиях, м; а-количество киломолей.

3. Способы задания состава смеси

Газовая смесь определяется составом и количеством каждо­го из компонентов газа, входящего в смесь, и может быть задана массовыми или объемными долями.

-Массовая доля определяется отношением массы i-того компонента газа к массе всего газа

где M_i - масса i-того компонента, кг;

М-масса всей смеси, кг.

Объемная доля r_i - это отношение объема i-того компонента, входящего в смесь, к объему всей смеси при условии, что объем каждого компонента отнесен к давлению и температуре смеси (приведенный объем)

,где V_i - приведенный объем i-того компонента смеси газа, м ; V - общий объем газовой смеси, м³.

Плотность смеси р_см, кг/м , определяется через объемные или массовые доли

Удельный объем смеси vсм, м3/кг – величина, обратная плотности

Кажущуюся молекулярную массу смеси можно получить из уравнений

Газовую постоянную данной смеси Rсм, Дж/(кг·К), можно

выразить через газовые постоянные отдельных ее компонентов

или через кажущуюся молекулярную массу смеси

Давление газовой смеси рсм, Па, по закону Дальтона равно сумме парциальных давлений отдельных компонентов смеси

где рсм – давление газовой смеси, Па;

рi – парциальное давление (при объеме газовой смеси) отдельного компонента, Па.

Парциальное давление рi отдельных компонентов газовой смеси определяются через их объемные доли

или через массовые доли