5 Энтальпия газа.

В термодинамике важную роль игра­ет сумма внутренней энергии системы U и произведения давления системы р на ее объем V, называемая энтальпией и обозначаемая Н: .

Так как входящие в нее величины явля­ются функциями состояния, то и сама энтальпия является функцией состояния. Так же как внутренняя энергия, ра­бота и теплота, она измеряется в джоу­лях (Дж).

Энтальпия обладает свойством адди­тивности. Величина , называемая удельной энталь­пией (h = H/M), представляет собой энтальпию системы, содержащей 1 кг ве­щества, и измеряется в Дж/кг.

Поскольку энтальпия есть функция состояния, то она может быть представ­лена в виде функции двух любых пара­метров состояния: ;;, а величина dh является полным диффе­ренциалом.

Изменение энтальпии в любом про­цессе определяется только начальным и конечным состояниями тела и не за­висит от характера процесса. При расчетах практический интерес представляет изменение энтальпии в ко­нечном процессе:

6 Теплоемкость газа. Удельные теплоемкости газа. Средние и истинные теплоемкости.

Отношение количества теплоты , полученного телом при бесконечно малом изменении его состояния, к связанному с этим изменению температуры тела, называется теплоемкостью тела в данном процессе:

.

Обычно теплоемкость относят к еди­нице количества вещества и в зависимо­сти от выбранной единицы различают: удельную массовую теп­лоемкость c , отнесенную к 1 кг газа, Дж/(кг·К); удельную объемную теп­лоемкость c´, отнесенную к количеству газа, содержащегося в 1 м3 объема при нормальных физических условиях, Дж/(м3·К); удельную мольную тепло­емкость , отнесенную к одному киломолю, Дж/(кмоль·К). Зависимость между удельными теплоемкостями устанавливается очевидны­ми соотношениями:;

Для идеальных газов теплоемкость не зависит от давления, а зависит от температуры, атомности и условий нагрева или охлаждения, причем с увеличением температуры газа его теплоемкость повышается.

Под средней теплоемкостью понимают отношение количества теплоты q, подведенной к единице количества вещества (газа), к изменению его температуры от t1 до t2 при условии, что разность температур t2 – t1 является величиной конечной. Под истинной теплоемкостью понимают теплоемкость газа, соответствующую бесконечно малому изменению температуры газа, соответствующую бесконечно малому изменению температуры dt, т. е. c = dq/dt.

7 Теплоемкость газа в изохорном и изобарном процессах. Уравнение Майера.

В соответствии с первым законом термодинамики для закрытых систем, в которых протекают равновесные про­цессы , и. Для изохорного процесса (v=const) это уравнение принимает вид, и, учитывая (1.5), по­лучаем, что, т. е. теплоемкость тела при постоянном объеме равна частной производной от его внутренней энергии по температуре и характеризует темп роста внутренней энергии в изохорном процессе с увеличе­нием температуры.

Для идеального газа Для изобарного процесса () из уравнения (2.16) и (2.14) получаемили

Это уравнение показывает связь между теплоемкостями ср и сv. Для иде­ального газа оно значительно упрощает­ся. Действительно, внутренняя энергия идеального газа определяется только его температурой и не зависит от объема, поэтому и, кроме того, из уравнения состояния следует, откуда

. Это соотношение называется уравнением Майера и является одним из основных в технической термодинамике идеальных газов.