Теплоёмкость газов

Теплоемкостью тела называется количество теплоты, необходимое для повышения его температуры на 1 К. Теплота нагревания, затрачиваемая на

1К единицы количества вещества, называется удельной теплоемкостью. Различают следующие удельные теплоемкости: массовую с (на 1 кг), объемную С (на 1 нормальный м³) и мольную с (на 1 моль).

Соотношение между удельными теплоемкостями следующее:

где μ— молекулярная масса смеси.

Принято удельную теплоемкость называть просто теплоемкостью. Теплоемкость рабочего тела зависит от его природы, температуры тела и характера процесса, в котором происходит подвод или отвод теплоты.

Зависимость теплоемкости газа от его температуры

где a, b, d — постоянные коэффициенты, учитывающие физические свойства газа.

Для двухатомных газов достаточную точность дают зависимости с=а+bt.

Теплоемкость зависит от характера процесса. Особое значение имеют теплоемкости газа при постоянном давлении (в изобарном процессе) с_р и постоянном объеме (в изохорном процессе) с_v. Величина c_v меньше с_р, так как при нагревании тела в изохорном процессе теплота затрачивается только на повышение температуры. При изобарном нагревании газ расширяется и совершает работу.

Теплота нагревания с_р (1 кг газа в изобарном процессе на 1 К) больше теплоты c_v на величину работы расширения, которая равна газовой постоянной R. Теплоемкости связаны формулой Майера

Для мольных теплоемкостей формула Майера

Отношение теплоемкости с_р и с_v для всех газов больше единицы

где k — показатель адиабаты.