3. Теплоемкость смеси газов

При расчетах тепловых установок приходится встречаться со смесями газов, а в таблицах приводятся значения теплоемкости только для отдельно взятых идеальных газов, поэтому важно уметь определять теплоемкость газовой смеси.

Если смесь газов задана массовыми долями, то удельная теплоемкость смеси определяется как сумма произведений массовых долей и удельной теплоемкости каждого газа:

; (4.15)

. (4.16)

Если смесь газов задана объемными долями, то объемная теплоемкость смеси равна сумме произведений объемных долей и объемной теплоемкости каждого газа:

; (4.17)

. (4.18)

Молярная теплоемкость смеси газов равна произведению объемных долей и молярных теплоемкостей составляющих смесь газов:

(4.19)

(4.20)

Удельная теплоемкость смеси газов может быть определена, если известны плотность и удельный объем смеси газов при нормальных физических условиях:

; (4.21)

(4.22)

5. Основные термодинамические процессы идеальных газов.

   1. Общие принципы исследования термодинамических процессов.

Первый закон термодинамики устанавливает взаимосвязь между количеством теплоты, изменением внутренней энергии и внешней работой газа, причем, количество теплоты, участвующее в процессе, зависит от характера протекания этого процесса:

.

К основным термодинамическим процессам, имеющим большое как теоретическое, так и практическое значение, относятся:

• Изохорный, протекающий при постоянном объеме (v= const; dv=0);

• Изобарный, протекающий при постоянном давлении (P=const; dP=0);

• Изотермический (изотермный), протекающий при постоянной температуре (T=const; dT=0);

• Адиабатный, протекающий при отсутствии теплообмена с внешней средой (dq=0);

• Политропный, характеризующийся тем, что он протекает при постоянной теплоемкости (с_п=const).

Политропный процесс может рассматриваться в качестве обобщенного по отношению ко всем перечисленным выше термодинамическим процессам.

Для всех процессов может быть применен общий метод исследования, приведенный в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Общий метод исследования политропных процессов

Метод исследования	Формулы
Уравнение кривой процесса в - диаграмме
График процесса в и- координатах
Связь между термодинамическими параметрами в начале и в конце процесса с использованием уравнения состояния
Изменение удельной внутренней энергии по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа
Работа изменения объема газа (внешняя термодинамическая работа)
Удельная располагаемая работа

Продолжение таблицы 5.1

Метод исследования	Формулы
Количество теплоты, участвующее в процессе	, где сх – теплоемкость процесса
Изменение удельной энтальпии в процессе по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа
Изменение энтропии
Доля теплоты, которая в данном процессе расходуется на изменение внутренней энергии:
Доля теплоты, которая в данном процессе превращается в полезную работу