МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ПРИКАРПАТСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ВАСИЛЯ СТЕФАНИКА

ФІЗИЧНА ХЕМІЯ

Лекція 4. Теоретичні основи теплоємности

Міністерство освіти і науки України

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Інститут природничих наук

Катедра теоретичної і прикладної хемії

Г.О.Сіренко, о.В.Кузишин, Базюк л.В.

ФІЗИЧНА ХЕМІЯ

(курс лекцій)

Лекція 4. Теоретичні основи теплоємности

Затверджено

на засіданні катедри

теоретичної і прикладної хемії

(протокол №11 від 22.06.07 р.)

Івано-Франківськ-2007

УДК 541.1

Сіренко Г.О., Кузишин О.В., Базюк Л.В. Фізична хемія: Курс лекцій. Ч. 1. – 2-е вид., виправ., доп. Лекція 4. Теоретичні основи теплоємности. – Івано-Франківськ: Прикарп. нац. ун-т ім. В.Стефаника, 2007. – 14 с.

Лекція 4 містить розділи: методи обчислення кількости тепла. Істинна і середня теплоємности. Рівняння Майєра. Молекулярно-кінетична те квантова теорії теплоємности.

Лекція 4 адресується студентам спеціальности «хемія».

Зміст

4.1. Теплоємність. Означення………..………………………………………………..3

4.1.1. Методи обчислення кількости тепла………………………………………3

4.1.2. Загальне означення теплоємности. Істинна і питома теплоємности…….4

4.1.3. Обчислення кількости тепла за істинною і середньою теплоємностями..6

4.2. Ізобарна та ізохорна теплоємности. Рівняння Майєра…………………..……...9

4.2.1. Зв'язок ізобарної та ізохорної теплоємностей…………………………....9

4.2.1.1. Рівняння Майєра для ідеального ґазу………………………..…..9

4.2.1.2. Рівняння Майєра для неідеального ґазу………………………..11

4.3. Теплоємність твердих тіл.………………………………………………………12

4.3.1. Молекулярно-кінетична теорія. Закон Дюлонґа і Пті………………..12

4.3.2. Квантова теорія Дебая.…………………………………………………14

© Катедра теоретичної і прикладної хемії

© Сіренко Геннадій Олександрович

Кузишин Ольга Василівна

Базюк Лілія Володимирівна

Лекція 4

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ТЕПЛОЄМНОСТИ

Загальне означення теплоємности. Істинна і питома теплоємности. Обчислення кількости тепла за істинною і середньою теплоємностями. Розрахунок теплоємности. Інтерполяційні рівняння теплоємности.

Зв'язок ізобарної та ізохорної теплоємностей. Рівняння Майєра для ідеального і неідеального ґазів.

Теплоємність твердих тіл. Молекулярно-кінетична теорія. Закон Дюлонґа і Пті. Квантова теорія Дебая.

4.1. Теплоємність. Означення

4.1.1. Методи обчислення кількости тепла

Для обчислення кількости тепла в термодинаміці користуються такими способами, які пов’язані з використанням:

1) Внутрішньої енергії

q = du + pdv ; (4.1)

q_x,12 = (u₂ – u₁) + (4.2)

2) Ентальпії

q = dh – vdp ; (4.3)

q_{x, 12}= (h₂  h₁) – (4.4)

3) Ентропії

q = Tds ; (4.5)

q_x,12 = . (4.6)

Кількість тепла q_{x, 1→2} можна представити відповідною площиною на T-s діаграмі (рис.4.1): площина F (S₁, 1, 2, S₂, 1) чисельно* дорівнює q_{x, 1→2}, а чорні стовбці чисельно дорівнюють елементарній кількости тепла δq.

Так як Т≥0, то з (4.5), (4.6) випливає, що процес збільшення ентропії (ds0) відповідає підведенню енергії у формі тепла до робочого тіла від зовнішнього середовища (q  0; q  0), а процес зменшення ентропії (ds  0) відповідає відведенню енергії у формі тепла від робочого тіла у зовнішнє середовище (q  0; q  0).

4

*чисельний: 1. Стосується до числа; числовий; 2 Кількісний; виражений у якій-небудь кількости (порів. Численний:1. Що складається з великої кількости кого-небудь, чого-небудь; 2. Наявний у великій кількости).

) теплоємности.