Для продуктов горения

К_о = 1,37; α = 0,55∙10^-4

Для реального газа

К = f (P и T).

При переменной теплоемкости с увеличением Т газа величина «К» уменьшается.

Теплоемкость смеси газов

В зависимости от способа задания условий расчета может быть отнесена к 1 кг, 1 м³ или 1 к молю.

Если заданы массовые доли отдельных газов m₁, m₂ …m_n и их теплоемкости c₁, c₂…c_n , то: c_см = m₁c₁+ m₂c₂ +…+m_ic_i + …+m_nc_n =

Если смесь задана объемными долями r₁,r₂…r_i…r_n и известны объемные теплоемкости , то:

Для киломольной теплоемкости соответственно:

Вопросы для самоконтроля

1. Дать определение массовой, объемной и мольной теплоемкости.

2. Какой объем газа имеют ввиду, говоря об объемной теплоемкости? В каких единицах измеряют теплоемкости?

3. Какая функциональная зависимость положена в основу изменения теплоемкости от температуры? Показатель графической зависимости теплоемкости от температуры?

4. Что такое истинная теплоемкость?

5. Дать определение средней теплоемкости.

6. Написать уравнение количества теплоты через среднюю теплоемкость.

7. Как определить среднюю теплоемкость в интервале от t₁ до t₂, пользуясь таблицами теплоемкостей от 0 до 1600 ºС?

8. Что такое теплоемкость при постоянном объеме и теплоемкости при постоянном давлении?

9. Почему теплоемкость газа при постоянном давлении всегда больше теплоемкости при постоянном объеме?

10. Какая разница между теплоемкостями при подводе тепла к газу при постоянном давлении и постоянном объеме?

Тема: ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

[8, с. 21-30; 15, с. 63-72]

1. Принцип эквивалентности тепла и работы, содержание 1-го закона термодинамики и его аналитическое выражение.

2. Внутренняя энергия и ее свойства.

3. Энтальпия газа, ее физический смысл.

4. Работа газа, ее определение и графическое изображение в P-V координатах.

1. Первый закон термодинамики является выражением общего закона сохранения и превращение энергии, т.е. первый закон термодинамики аналитически выражает закон сохранения материи и движения.

В случае передачи энергии телу в форме тепла, механическая работа связана с теплотой зависимостью:

Q = L (1)

Когда совершается работа L за счет механической энергии, то появляется тепло Q, связанное с работой L:

L = Q (2)

Первый закон термодинамики выражается: во всех случаях, когда исчезает некоторое количество тепла, возникает вполне определенное количество механической энергии, и, наоборот, при совершении какой-либо работы появляется вполне определенное количество тепла.

Или: невозможно создать машину, производящую работу без того, чтобы эквивалентное количество энергии другого вида не исчезало.

То есть, невозможно построить двигатель, который вырабатывал бы энергию, не потребляя какой-либо другой энергии.

Вечный двигатель невозможен.

Аналитическое выражение закона.

Если к 1 кг газа в цилиндре с подвижным поршнем подвести q единиц тепла, то тепло расходуется на изменение внутренней энергии Δu и совершение внешней работы ℓ, т.е.

(3)

Для М кг газа:

,

где Q = qM,

и .

Эти уравнения применимы для медленно протекающих процессов, происходящих в поршневых тепловых двигателях.

Для быстропротекающих процессов (паровые, газовые турбины и реактивные двигатели):

⁽⁴⁾

^{для М кг газа:}

⁽⁵⁾

^{ℓ′- работа преодоления внешних сил, работа проталкивания 1 кг газа (в отличие от работы расширения газов ℓ);}

- увеличение внешней кинетической энергии 1 кг газа при перемещении его в пространстве.

В дифференциальной форме: (6)

.

Для 1 кг газа:

, т.е. в дифференциальной форме:

(7)

, т.к.

тогда:

(8)

- вторая форма дифференциального уравнения 1-го закона термодинамики.

^{Аналогично для уравнения (6):}

⁽⁹⁾

^{Тепло сообщаемое движущемуся телу (газу, пару) идет на увеличение энтальпии (теплосодержания) и внешней кинетической энергии, т.е. на увеличение скорости потока.}