Головна » Наука та освіта » Теплоємність повітря

Теплоємність повітря



Теплоємність як фізична величина показує кількість теплової енергії, яка необхідна для зміни температури робочого тіла, в даному випадку, повітря, на один градус. Теплоємність повітря безпосередньо залежить від температури і тиску. При цьому для дослідження різних видів теплоємності можуть застосовуватися різні методи.

Математично теплоємність повітря виражається як відношення кількості тепла до приросту його температури. Теплоємність тіла, що має масу 1 кг, прийнято називати питомої. Молярна теплоємність повітря - теплоємність одного моля речовини. Позначається теплоємність - Дж /К. Молярна теплоємність відповідно Дж /(моль * К).

Теплоємність можна вважати фізичною характеристикою будь-якого речовини, в даному випадку повітря, в тому випадку, якщо вимірювання проводиться в постійних умовах. Найчастіше подібні вимірювання проводяться при постійному тиску. Так визначається ізобарна теплоємність повітря. Вона зростає з збільшення температури і тиску, а також є лінійною функцією даних величин. У цьому випадку зміна температури відбувається при постійному тиску. Для розрахунку ізобарно теплоємності необхідно визначити псевдокрітіческую температуру і тиск. Вона визначається з використанням довідкових даних.

Теплоємність повітря. Особливості

Повітря являє собою газову суміш. При їх розгляді в термодинаміки прийняті наступні припущення. Кожний газ в складі суміші повинен бути рівномірно розподілений по всьому обсяги. Таким чином, обсяг газу дорівнює обсягу всієї суміші. Кожний газ в складі суміші володіє своїм парціальним тиском, який він чинить на стінки посудини. Кожен з компонентів газової суміші повинен мати температуру, рівну температурі всієї суміші. При цьому сума парціальних тисків всіх компонентів дорівнює тиску суміші. Розрахунок теплоємності повітря виконується на основі даних про склад газової суміші і теплоємності окремих компонентів.

Теплоємність неоднозначно характеризує речовину. З першого закону термодинаміки можна зробити висновок, що внутрішня енергія тіла змінюється не тільки залежно від кількості отриманого тепла, але і від досконалої тілом роботи. При різних умовах протікання процесу теплопередачі, робота тіла може відрізнятися. Таким чином, однакове повідомлене тілу кількість теплоти, може викликати різні за значенням зміни температури і внутрішньої енергії тіла. Ця особливість характерна тільки для газоподібних речовин. На відміну від твердих і рідких тіл, газоподібні речовини, можуть сильно змінювати обсяг і здійснювати роботу. Саме тому теплоємність повітря визначає характер самого термодинамічної процесу.

Однак при постійному обсязі повітря не здійснює роботу. Тому зміна внутрішньої енергії пропорційно зміні його температури. Ставлення теплоємності в процесі з постійним тиском, до теплоємності в процесі з постійним об'ємом є частиною формули адиабатного процесу. Воно позначається грецькою літерою гамма.

З історії

Терміни «теплоємність» і «кількість теплоти» не дуже вдало описують свою суть. Пов'язано це з тим, що вони прийшли в сучасну науку з теорії теплорода, яка була популярна у вісімнадцятому столітті. Послідовники цієї теорії розглядали теплоту як якесь невагоме речовина, яка міститься в тілах. Ця речовина не може бути ні знищено, ні створено. Охолодження і нагрівання тіл пояснювали зменшенням або збільшенням вмісту теплорода відповідно. З часом ця теорія була визнана неспроможною. Вона не могла пояснити, чому однакове зміна внутрішньої енергії будь-якого тіла виходить при передачі йому різної кількості теплоти, а також залежить від здійснюваної тілом роботи.