2. Расчет теплоемкости газовой смеси

Теплоемкостью называют количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу или отнять от него, чтобы изменить его температуру на 1 ⁰С. Различают молярную теплоемкость (в расчете на 1 моль вещества) ; удельную теплоемкость (в расчете на 1 кг вещества) и объемную теплоемкость (в расчете на 1 м³ вещества) .

Удельная и молярная теплоемкости связаны между собой следующим соотношением:

(8)

Теплоемкость газа зависит от его рода, температуры, давления, а также от характера протекающего процесса. В технических расчетах выделяют теплоемкость при постоянном объеме с_V и при постоянном давлении с_р.

Молярные теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении связаны следующим соотношением (уравнение Майера):

. (9)

Для приближенных расчетов при невысоких температурах можно принимать следующие значения молярных теплоемкостей (табл.).

Таблица

Приближенные значения молярных теплоемкостей при постоянном объеме и постоянном давлении

газы	теплоемкость,
одноатомные	12,56	20,93
двухатомные	20,93	29,31
трех- и многоатомные	29,31	37,68

Теплоемкость газовой смеси

массовая

; (10)

объемная

; (11)

молярная

. (12)

Задание. Найти удельные теплоемкости смеси кислорода и азота при постоянном объеме и при постоянном давлении. Кислорода в смеси содержится m₁ кг, азота m₂ кг.

Последняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
m1, кг	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
m2, кг	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1

3. Графическое изображение термодинамических процессов

Основными термодинамическими процессами являются:

1. Изохорный процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянном объеме. Зависимость между температурой и давлением в начале и в конце процесса выражается уравнением:

. (13)

2. Изобарный процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянном давлении. Зависимость между температурой и объемом в начале и в конце процесса выражается уравнением:

. (14)

3. Изотермический процесс, т.е. процесс, при котором температура вещества не изменяется. Зависимость между давлением и объемом в начале и в конце процесса имеет вид:

. (15)

4. Адиабатный процесс, т.е. процесс, протекающий без теплообмена между телами. Давление и объем в данном процессе связаны уравнением Пуассона:

, (16)

где - показатель адиабаты.

5. Процесс, в котором изменение параметров подчиняется уравнению

, (16)

где n – величина, постоянная для данного процесса, - политропный процесс.

Задание. Изобразить последовательность указанных процессов в координатах p-V, p-T, V-T.

Последняя цифра шифра	начальные значения параметров
	Р, атм	V, м3	Т, К
1	0,5	100	250
2	0,6	95	260
3	0,7	90	270
4	0,8	85	280
5	0,9	80	290
6	1	75	300
7	1,1	70	310
8	1,2	65	320
9	1,3	60	330
0	1,4	55	340

Последняя цифра шифра	первый процесс	второй процесс	третий процесс
1	Т=const, V2=3V1	P=const, V3=0,5V2	V=const, T4=2T3
2	P=const, V2=0,5V1	V=const, T3=2T2	Т=const, V4=3V3
3	V=const, T2=4T1	Т=const, V3=0,25V2	P=const, V4=8V3
4	Т=const, V2=8V1	P=const, V3=4V2	V=const, T4=2T3
5	P=const, V2=0,5V1	V=const, T3=0,25T2	Т=const, V4=1/8V3
6	V=const, T2=4T1	Т=const, V3=0,25V2	P=const, V4=2V3
7	Т=const, V2=2V1	P=const, V3=4V2	V=const, T4=8T3
8	P=const, V2=0,25V1	V=const, T3=0,25T2	Т=const, V4=1/8V3
9	V=const, T2=4T1	Т=const, V3=2V2	P=const, V4=6V3
0	Т=const, V2=6V1	P=const, V3=3V2	V=const, T4=2T3