8. 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: Q dU A. (8.1) Количество тепла, необходимое для нагревания термодинамической системы (тела) на один кельвин, называется теплоёмкостью системы (тела). Обозначим ее Сс , Q Cc . (8.2) 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 Q c , (8.3) M dT и измеряют в Дж/(кг⋅К). В термодинамике обычно используют молярную теплоемкость, т.е. теплоемкость одного моля вещества. Обозначают ее С, 1 Q C , (8.4) dT и измеряют в Дж/(моль⋅К). Здесь М µ – количество молей вещества. Таким образом, Q C c . (8.5) 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. Q 0 . Тогда из определения (8.2) следует, что теплоемкость в адиабатическом процессе равна нулю. В ходе изотермического процесса температура не изменяется, т.е. dT 0 . Из определения (8.2) следует, что теплоемкость CT . Таким образом, теплоемкость газа может принимать любые значения, если обеспечить условия для осуществления подходящего процесса. Термодинамический процесс, в ходе 59