Изобарный процесс:

Из уравнения Майера получим:

,

; .

Например, для воздуха: кДж/(кг · К)

Тогда для разных газов будем иметь

I ат. газ (Ar): i = 3, кДж/(кмоль · К)

II ат. газ (N₂): i = 5, кДж/(кмоль · К)

III ат. газ (CO₂) i = 6, кДж/(кмоль · К)

Следовательно, при одной и той же атомности газов μc_v и μc_p для разных газов - величины постоянные.

Например, для воздуха:

кДж/(кг · К)

Теплоемкость идеальных газов зависит только от молекулярной массы, температуры и характера процесса Теплоемкость реальных газов зависит также и от давления.

1.4. Показатель адиабаты и его зависимость от температуры

Показателем адиабаты является относительная теплоемкость

.

Выразим показатель адиабаты через число степеней свободы

;

С учетом уравнения Майера формула принимает вид

.

Из уравнения видно, что при R = const с увеличением температуры c_v увеличивается, следовательно, показатель адиабаты k уменьшается.

1.5. Теплоемкость газовых смесей

Для газовых смесей массовая, объемная и мольная теплоемкости составляют:

кДж/(кг · К);

кДж/(кг · К);

кДж/(м³ · К);

кДж/(м³ · К);

кДж/(кмоль · К);

кДж/(кмоль · К).

Например, для воздуха:

Дж/(кг · К).

1.6. Элементы квантовой теории теплоемкости

Недостаток МКТ - эта теория учитывает только поступательное и вращательное движение молекул и не учитывает колебательные движения атомов в молекуле.

В соответствии с квантовой теорией теплоемкости энергия колебания атомов в молекулах учитывается, причем колебательная частота ω определяется опытным путем по спектроскопическим исследованием газа.

Колебания считают гармоническими. Тогда, например, мольная теплоемкость газов в идеальном состоянии может быть подсчитана по формуле:

.

n - число вращательных степеней свободы; для двухатомных и многоатомных газов n = 2;

, k - характеристическая температура (имеется в таблицах);

h = 6,62 · 10^-34 Дж/с - постоянная Планка;

k = 1,38 · 10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

v ,1/с - частота колебаний;

μR, Дж/(кмоль · К) - универсальная газовая постоянная.

2. Лабораторная установка

Лабораторная установка состоит из калориметрической трубки 1, которая заключена в стеклянной оболочке 2. В трубке 1 расположена электрическая спираль 3. Воздух просасывается с помощью вентилятора 4, а его расход определяется с помощью газового счетчика 5.

Температура воздуха на входе t₁ и выходе t₂ из нагревательной системы фиксируется с помощью термометров 6, 7. Мощность электроспирали 3 регулируется реостатом 8, а измеряется вольтметром 9.

Рис. Схема лабораторной установки

3. Порядок проведения работы

3.1. Перед началом работы необходимо заполнить таблицу 1.

Таблица 1 - Характеристика измерительных приборов

№№	Наименование прибора	Предел измерения	Цена деления	Класс точности

3.2. Регулятором 7 установить минимальную мощность электронагревателя (примерного 50 Вт).

3.3. При достижении стационарного режима определить расход воздуха, проходящего через трубку калориметра 1.

3.4. Записать показания приборов в таблицу 2.

Таблица 2 - Параметры, которые измеряются во время опытов.

№ опыта	N, Вт	t1, °C	t2, °C	p, МПа	Vн,
1
2
3