I закон термодинаміки:

тепло, що підводиться до тіла, витрачається на зміну внутрішній енергії тіла і здійснення зовнішньої роботи

Залежно від характеру процесу кожний з трьох членів першого закону термодинаміки може бути додатним, від’ємним або нульовим. Прийнято підведену до системи теплоту вважати додатною, відведену – від’ємною. Відповідно робота, виконана системою, вважається додатною, а робота над системою – від’ємною.

Розділ 3. Теплоємність ідеальних газів

Розділ 3.1. Основні визначення теплоємностей.

Теплоємність - це кількість теплоти, що підводиться до одиниці кількості речовини для зміни її температури на 1 градус.

Залежно від способу вибору одиниці кількості речовини, розрізняють теплоємності: масову, об'ємну і молярну.

Теплоємність 1 кг - масова.

,

Теплоємність 1 м³ - об'ємна.

,

Теплоємність 1 кмоль - молярна.

,

Від однієї теплоємності можна перейти до інших по формулах:

Розділ 3.2. Теплоємність газів.

Теплоємність залежить від ізохорного та ізобарного процесів.

Ізохорними називаються процеси, що протікають при незмінному об'ємі. Їх можна здійснити при нагріванні або охолоджуванні газу в закритій посудині.

Ізобарними називаються процеси, що протікають при незмінному тиску.

Ці процеси можна здійснити при нагріванні або охолоджуванні газу в циліндрі під поршнем з постійним навантаженням.

Тепло, що підводиться в ізохорному процесі, розходиться тільки на збільшення температури тіла, а в ізобарному ще й на здійснення роботи.

При однаковій різниці температур в обох процесах, в ізобарному процесі слід підводити теплоти більше на величину роботи, що здійснюється в цьому процесі.

, отже

- формула Майера.

,

K залежить від природи газу і прийняті наступні орієнтири його значення:

одноатомні гази – K = 1,6

двоатомні гази – K = 1,4

багатоатомні гази – K = 1,3

По цих формулах знаходять C, нехтуючи її залежністю від температури.

Розділ 3.3. Залежність теплоємності від температури.

Ця залежність встановлена експериментальним шляхом і виявилось, що із зростанням температури газу збільшується і теплоємність.

Без великої похибки криву C=f(t) замінюють прямою і тоді аналітичний вираз, що визначає залежність C від t має вигляд:

C₀ - при 0ºC

λ – коефіцієнт, що враховує зростання C при збільшенні температури.

По вищенаведених формулах можна знайти тільки середнє значення теплоємності, тобто скільки в середньому доводиться теплоти на кожен градус зміни температури.

Інтеграл береться тільки коли відомо

Формула визначає C в інтервалі температур від t₁ до t₂:

Розділ 3.4. Ентальпія.

Запишемо І закон термодинаміки:

,

Розпишемо складові правої частини

;

Підставимо у рівняння закону:

- є параметром і не залежить від характеру процесу.

По фізичному смислу ентальпія є сумою внутрішніх енергій і енергії тиску середовища, тобто вона враховує як стан робочого тіла, так і стан навколишнього середовища.

- тільки в ізобарному процесі.

- у всіх процесах.

1 кг: i,

m кг: , Дж

Ентальпія – калорична, екстенсивна величина.

Термін ентальпія походить від грецького enthalpo – «нагріваю» і був введений у 1909 р. Камерлінг-Оннесом.

Значення ентальпій для різних парів і газів наведено в довідковій літературі. Оскільки в теплотехніці багато теплових процесів відбувається за постійних тисків (котли, холодильні установки, теплообмінники), то, користуючись значеннями ентальпії, теплові розрахунки можна значно спростити. Ентальпія широко використовується в графічних методах дослідження термодинамічних процесів і циклів.