Удельная теплоемкость - это количество теплоты, необходимая для нагрева какой-нибудь количественной единицы вещества в данном процессе на один градус. В зависимости от единицы измерения, к которой относят теплоемкость, различают:
• массовую теплоемкость - С, Дж / (кг К);
• объемную теплоемкость - С ', Дж / (м3 К);
• мольную теплоемкость - Cj, Дж / (кмоль К).
Иногда теплоемкость измеряют в ккал / (кг-° С), ккал / (м - ° С), ккал / (кмоль-° С). При этом 1 кал = 4,1868 Дж ~ 4,19 Дж.
Следует отметить, что так как 1 м3 в зависимости от параметров состояния газа может содержать разное количество вещества, при определении объемной теплоемкости газа 1 м принято относить к нормальным условиям.
Между различными видами теплоемкостей существует следующая зависимость:
С '= См / 22.4; С = См / j, С = С' / рт (1.28)
где рН - плотность газа при нормальных условиях.
Теплоемкость газов зависит от условий проведения процесса подвода или отвода теплоты. Наибольший интерес представляют 2 процесса:
1) при постоянном объеме,
2) при постоянном давлении.
Для реальных газов показатель адиабаты k является величиной переменной и зависит от температуры и рассчитывается по уравнению (1.29).
Для идеальных газов можно считать, что показатель адиабаты k зависит только от количества атомов в молекуле газа. Если принять, что теплоемкости Ср и Cv являются постоянными и не зависят от температуры, то показатель адиабаты k идеального газа равна
1) для одноатомных газов k = 1,67;
2) для двухатомных газов k = 1,4;
3) для трех-и многоатомных k = 1,33.
Анализ уравнений (1.29) показывает, что при нагревании газа при P = const расходуется тепла больше, чем при V = const, так как при постоянном давлении часть теплоты используется на совершение работы, которая обусловлена расширением газа.
Теоретические разработки и экспериментальные исследования показали, что теплоемкость идеальных газов не зависит от давления, а зависит только от температуры. При выполнении точных расчетов эту зависимость необходимо учитывать. Ее можно выразить с помощью уравнения. еличина средней теплоемкости зависит от значений температур t1 и t2. Приводить значения теплоемкости для каждого свободного интервала температур очень неудобно. Поэтому на практике площадь BEHD, которая графически соответствует количеству теплоты q при нагревании газа от температуры t1 до температуры t2, определяется как разница площадей OAHD и OAEB (рис.1.3, б). Площадь OAHD соответствует количеству теплоты, необходимая для нагрева газа от температуры 0 ° С до температуры t2, а площадь OAEB - количества теплоты, необходимая для нагрева газа от температуры 0 ° С до температуры t1. Каждая из этих площадей в свою очередь может быть представлена в виде равновеликих прямоугольников OKLD i OMNB, высоты которых соответствуют средним значениям теплоемкостей в данном интервале температур: для площади OKLD - от 0 ° С до t2 (Cl 2), для площади OMNB.