Молекулярная физика. Соколов В.П - 4 стр.

UptoLike

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА
ПО МЕТОДУ КЛЕМАНА-ДЕЗОРМА
I. Цель и содержание работы
Целью настоящей работы является изучение процессов, происходящих в газе при изме-
рении отношения удельных теплоемкостей
.
V
p
cc
Содержание работы состоит в определе-
нии
Vp
cc для воздуха.
II. Краткая теория работы
Удельной теплоемкостью газа называется количество тепла, необходимое для нагре-
вания единицы массы газа на один градус. Величина теплоемкости газов зависит от условий
их нагревания.
Запишем первое начало термодинамики:
dQ = dU + dA
(1)
где
dQ – количество тепла, подводимое к термодинамической системе и затрачиваемое на
увеличение ее внутренней энергии
dU и на работу dA, совершаемую системой против внеш-
них сил.
По определению
теплоемкости
dT
dA
dT
dU
dT
dQ
C +==
(2)
где элементарная работа
dA = pdV.
Рассмотрим два случая.
1. Газ нагревается при неизменном объеме
V = const.
В этом случае
dV = 0 и работа внешних сил равна нулю dA = pdV = 0, следовательно,
все сообщаемое газу извне тепло идет на увеличение его внутренней энергии
dU. Тогда из
уравнения (2) следует, что теплоемкость при постоянном объеме равна:
dT
dU
C
V
= .
(3)
2. Газ нагревается при постоянном давлении
p = const.
В этом случае получаемое газом извне тепло идет не только на увеличение его внут-
ренней энергии
dU, но и на совершение газом работы dA против внешней силы давления. То-
гда теплоемкость при постоянном давлении равна:
dT
dA
dT
dU
C
p
+=
.
(4)
Следовательно, для нагревания единицы массы газа на один градус при
p = const по-
требуется больше тепла, чем при
V = const.
Найдем связь между
p
c и
V
c .
Воспользовавшись уравнением состояния идеального газа для единицы массы идеаль-
ного газа
RTpV
μ
=
1
, получим: