home

№228 Определение теплоемкости воздуха в политропическом процессе

?
Кафедра общей физики ПГУ
Лаборатория молекулярной физики
Лабораторная работа № 228

Лабораторная работа № 228
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА В
ПОЛИТРОПИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
Принадлежности: экспериментальная установка в сборе.
Введение. Согласно первому закону термодинамики тепло, подведенное к
термодинамической системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на
совершение системой работы
δ Q = dU + δ A .
(1)
Количество тепла, необходимое для нагревания термодинамической
системы (тела) на один кельвин, называется теплоёмкостью системы(тела).
Обозначим ее Сс ,
Cc = δ Q / dT .
Она измеряется в Дж/К. Эта теплоемкость зависит от массы системы.
Поэтому на практике пользуются удельной теплоемкостью, т.е. теплоемкостью
единицы массы – килограмм (или г). Обозначают ее с,
1 dQ
c=
,
M dT
и измеряют в Дж/кг⋅К.
В термодинамике обычно используют молярную теплоемкость, т.е.
теплоемкость одного моля вещества. Обозначают ее С,
1 dQ
C=
,
(2)
ν dT
и измеряют в Дж/моль⋅К. Здесь ν=М/µ – количество молей вещества.
Таким образом,
µ dQ
C=
= µ c.
M dT
Рассмотрим в качестве термодинамической системы идеальный газ.
Теплоемкость зависит как от природы газа, так и от условий его нагревания, т.е.
от термодинамического процесса, в котором газ участвует. Обычно для газов
выделяют две наиболее часто встречающиеся теплоемкости: молярную
теплоемкость при постоянном объеме CV и молярную теплоемкость при
постоянном давлении Cp.
Расширим ряд термодинамических процессов, включив в рассмотрение
адиабатический и изотермический. В ходе адиабатического процесса система
не обменивается теплом с другими телами, т.е. δQ = 0. Тогда из определения
(2) следует, что теплоемкость в адиабатическом процессе равна нулю.
В ходе изотермического процесса температура не изменяется, т.е. dT = 0.
Из определения (2) следует, что теплоемкость CT =±∞. Таким образом,
50