4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань

1. Термічні параметри стану.

2. Калоричні параметри стану.

3. Рівняння стану ідеального газу Менделєєва-Клапейрона.

4. Співвідношення між одиницями виміру тиску.

5. Одиниці вимірювання тиску в Англії і США.

6. Співвідношення між температурами по Цельсію і Фаренгейту.

7. Нормальні фізичні умови.

8. Масові, об'ємні і мольні частки газової суміші.

9. Формули для перерахунку масових часток в об’ємні і навпаки.

10. Ентропія суміші та змішування.

2. Перший та другий закони термодинаміки

2.1.Основні розрахункові рівняння

2.1.1. Перший закон

Теплота Q_1-2, що підводиться до тіла у процесі 1-2 витрачається на зміну внутрішньої енергії ΔU_1-2 та використання роботи L_1-2.

Для газу масою m

.

Для одного кілограму газу

В диференційній формі

;

;

.

Для безкінечно малої зміни стану:

.

Для інтервалу температур:

,

де с_р, с_v – істинні масові ізобарна та ізохорна теплоємності;

с_рm, с_vm – середні масові ізобарна та ізохорна теплоємності;

початкова і кінцева температури тіла.

Теплоємністю тіла с називають кількість теплоти Q, яку необхідно підвести чи відвести від тіла для зміни температури на один градус,

.

Якщо теплота підводиться у процесі з постійним тиском, P=const, то таку теплоємність називають ізобарною, якщо ж у процесі з постійним об’ємом, V=const, то ізохорною. Відповідним теплоємностям присвоюють індекси «p» або «v». Індекс «m» означає, що теплоємність середня і вона визначена для інтервалу температур. Істина теплоємність визначається в межах однієї температури.

Істина	Середня
;	.

Питомі теплоємності:

1. Масова – c, кДж/(кг·К); 2. Об’ємна – c´, кДж/(м³·К); 3. Мольна – μc, кДж/(кмоль·К).

Відношення теплоємностей позначають k=c_p/c_v=μc_p/μc_v, для одноатомних газів k=1,67; двоатомних, k=1,4; трьох – і багатоатомних, k=1,33. Теплоємність змінюється із зміною температури. Вона може не залежати від температури, мати лінійну або криволінійну залежність.

У випадку, коли теплоємність не залежить від температури, то її визначають,

; ,

де μ – молекулярна маса речовини, кг/моль.

Числові значення мольних теплоємностей вибирають із таблиць у залежності від атомності газу: одноатомні, двоатомні, трьох – і багатоатомні.

Таблиця 1

Атомність газу	Мольна теплоємність кДж/кмольК
	cv	cp
Одноатомний	12,5	20,8	1,67
Двохатомний	20,8	29,1	1,4
Багатоатомний	25	33,3	1,33

При лінійній залежності середня теплоємність визначається,

де a, b – постійні коефіцієнти для даного газу, їх величина наводиться в табл. 4, додатку.

Під індексом «x» розуміють вид процесу: ізобарний x=p, ізохорний x=v. При нелінійній залежності теплоємності від температури, що виражається багаточленом , де a,b,d,е – постійні коефіцієнти, t – температура, середня теплоємність визначається за допомогою таблиць по формулі:

де с_х1, с_х2 – теплоємності, які вибирають із таблиць додатку відповідно температурам t₁ і t₂.

Теплоємність газової суміші:

Масова, ; об’ємна, ; мольна,

де g_i, r_i – відповідно масові та об’ємні частки компонентів суміші.

Визначена теплоємність дозволяє розрахувати кількість підведеної чи відведеної теплоти. Якщо в процесі приймало участь m, кг або V_н, м³ газу, то

;

,

де V_н – об’єм речовини при нормальних умовах, м³.

Рівняння І закону термодинаміки для потоку

,

де і₁, і₂ – питома ентальпія потоку речовини в перерізах 1 і 2, Дж/кг;

G – масова втрата речовини, кг/с;

w₁, w₂ – швидкість потоку в перерізах 1 і 2, м/с;

h₁, h₂ – висота розміщення центра першого та другого перерізі ввід контрольної поверхні, м;

L_техн. – технічна робота, яку може виконати потік, Дж/с;

g=9,81 м²/с – прискорення сили тяжіння.