Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

§ 17. Изобарный процесс
86
Для вычисления тепла в формуле (3.17) должна быть ис-
пользована изобарная теплоемкость:
Q = с
р
m
Δt. (4.16)
Экспериментально с
р
надежно определяется, поэтому
она есть в справочниках.
4. а) Применим к процессу уравнение первого начала,
расписав входящие в него слагаемые:
Q =
Δ
U + L,
с
р
mΔT = с
v
mΔT+ pΔV. (4.17)
Если теперь использовать уравнение состояния, записав
его для двух состояний процесса (например, начального и ко-
нечного), то из этих двух уравнений можно получить замену:
pΔV = mR
0
ΔT/μ.
Подставив это выражение в (4.17) и выполнив сокраще-
ния, будем иметь с учетом (3.12)
с
р
= с
v
+ R
0
, Дж/(кмоль⋅К). (4.18)
Это выражение, часто называемое законом Майера, име-
ет важное, многогранное значение.
Во-первых, оно показывает, что изобарная теплоемкость
киломоля любого вещества в газовом состоянии всегда боль-
ше его изохорной теплоемкости, причем на одну и ту же вели-
чину R
0
. Если вещество находится в жидком или твердом со-
стоянии, то все равно с
р
всегда больше, чем с
v
– у жидкостей
обычно несколько процентов, у твердых тел и того меньше.
Это легко объяснить, получив соотношение (4.18) из
уравнения первого начала. Ведь тогда R
0
имеет смысл удель-
ной работы киломоля газа при его изобарном нагревании на
один градус. Поскольку тепловое расширение жидкостей, а тем
более твердых тел весьма малó, то и связанная с ним работа
мала. Отсюда и малое различие с
р
и с
v
.
Во-вторых, соотношение (4.18) позволяет сократить
экспериментальную работу, поскольку достаточно определить
одну из теплоемкостей, а вторая будет вычислена по закону
Майера. В газовом состоянии удобнее всего определять изо-
барную теплоемкость, организуя процесс в потоке газа.
б) Применю еще раз уравнение первого начала, но те-
перь распишу только правую часть. 
§ 17. Изобарный процесс
86

      Для вычисления тепла в формуле (3.17) должна быть ис-
пользована изобарная теплоемкость:
                          Q = ср m Δt.                (4.16)
      Экспериментально ср надежно определяется, поэтому
она есть в справочниках.
      4. а) Применим к процессу уравнение первого начала,
расписав входящие в него слагаемые:
                          Q = ΔU + L,
                     срmΔT = сvmΔT+ pΔV.              (4.17)
      Если теперь использовать уравнение состояния, записав
его для двух состояний процесса (например, начального и ко-
нечного), то из этих двух уравнений можно получить замену:
                        pΔV = mR0 ΔT/μ.
      Подставив это выражение в (4.17) и выполнив сокраще-
ния, будем иметь с учетом (3.12)
                  ср= сv+ R0, Дж/(кмоль⋅К).            (4.18)
      Это выражение, часто называемое законом Майера, име-
ет важное, многогранное значение.
      Во-первых, оно показывает, что изобарная теплоемкость
киломоля любого вещества в газовом состоянии всегда боль-
ше его изохорной теплоемкости, причем на одну и ту же вели-
чину R0. Если вещество находится в жидком или твердом со-
стоянии, то все равно ср всегда больше, чем сv – у жидкостей
обычно несколько процентов, у твердых тел и того меньше.
      Это легко объяснить, получив соотношение (4.18) из
уравнения первого начала. Ведь тогда R0 имеет смысл удель-
ной работы киломоля газа при его изобарном нагревании на
один градус. Поскольку тепловое расширение жидкостей, а тем
более твердых тел весьма малó, то и связанная с ним работа
мала. Отсюда и малое различие ср и сv.
      Во-вторых, соотношение (4.18) позволяет сократить
экспериментальную работу, поскольку достаточно определить
одну из теплоемкостей, а вторая будет вычислена по закону
Майера. В газовом состоянии удобнее всего определять изо-
барную теплоемкость, организуя процесс в потоке газа.
      б) Применю еще раз уравнение первого начала, но те-
перь распишу только правую часть.

Страницы