Дәріс 2. Газдардың жылусыйымдылығы

Дәріс 2. Газдардың жылусыйымдылығы

1. 
   Газ қоспасының жылусыйымдылығы
   
2. 
   Жылусыйымдылықтың түрлері
   
3. 
   Адиабат көрсеткіші
   
4. 
   Жылусыйымдылықтың газ параметрлерінен тәуелділігі
   

Дененің температурасын 1⁰С өзгерту үшін, берілетін немесе одан алынатын жылу мөлшерін жылусыйымдылық деп атайды.

Си жүйесінде энергия мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде Дж алынады. Си жүйесінде джоуль барлық энергияларды: жылу, механикалық, сәулелік және т.б. энергияларды өлшеуге қолданылатын универсалді өлшем бірлік болып табылады. Жылулық өлшем бірлігі ретінде 1 Дж механикалық жұмысты жылуға айналдыру мөлшері алынады. Механикалық энергия өлшемі түрінде Джоуль 1Н күшпен денені 1 м қашықтыққа қозғалтатын жұмыс шамасы (1 Дж=Нм=1 кгм²/с²) алынады.

Жылусыйымдылықтың зат мөлшеріне қатынасын меншікті жылусыйымдылық деп атайды. Меншікті жылусыйымдылықтың мынадай түрлері бар: массалық с кДж/кг*к; көлемдік с^I, кДж/м³к; молдік кДж/(кмоль·К). Олардың арасындағы байланыс мынадай:

Жылусыйымдылық жылудың берілу және әкетілу түрінен тәуелді. Тұрақты қысымдағы жылусыйымдылық- изобаралық с_р-деп, ал тұрақты көлемдегі жылусыйымдылық- изохоралық с_v деп ажыратылады. Бұл жылусыйымдылықтардың өзара байланысын Майер теңдеуі көрсетеді:

мұндағы-R –газ тұрақтысы, кДж/кг∙к.

Жылусыйымдылықтардың қатынасы адиабат көрсеткіші деп аталады.
с_р/с_v=К. (3)

Изохоралық процесте берілетін жылу тек газды ішкі энергиясын өзгертуге жұмсалады, ал изобаралық процесте ол жылу жұмыс жасау үшін де жұмсалады. Сондықтан с_р>с_v . Идеал газдың жылусыйымдылығы температурадан тәуелді. Бұл белгілері бойынша нақтылы және орташа жылусыйымдылықтар болып ажыратылады. Температураның шексіз аз өзгеруіне сәйкес келетін жылусыйымдылықты нақты жылусыйымдылық деп атайды. c=dq/dT. Температраның Т₁-ден Т₂-ге өзгеруіне сәйкес жылусыйымдылықты орташа жылусыйымдылық деп атайды.

Идеал газдардың жылусыйымдылығы температурадан ғана емес сонымен қатар газдардың атомдар санына және процестің түріне де тәуелді.

Нақты газдардың жылусыйымдылығы олардың табиғи қасиеттерінен, температурасы мен қысымынан да тәуелді.

Газдар үшін жылыту және суыту кезіндегі тұрақты көлемдегі және тұрақты қысымдағы газ күйінің өзгерістері ерекше ескеріледі:

Бұл екі жағдайға жылусыйымдылықтың әртүрлі шамасы сәйкес келеді. Сонымен, нақты және орташа жылусыйымдылықтар былайша бөлінеді:

а) тұрақты көлемдегі мольдік ();

тұрақты қысымдағы мольдік ();

б) тұрақты көлемдегі массалық ();

тұрақты қысымдағы ();

в) тұрақты көлемдегі көлемдік ();

тұрақты қысымдағы көлемдік ().

Тұрақты көлемдегі және қысымдағы мольдік жылусыйымдылықтардың арасында мынадай тәуелділік байқалады:

Бір атомды газдар үшін к=1.67, екі атомды газдар үшін к=1.46 ал үш және көп атомды газдар үшін к=1.29.

Газ қоспалары үшін алынған жылусыйымдылық

массалық:

көлемдік:

молдік:

1. 
   Меншікті жылусыйымдылықтың анықтамасын беріңіз
   
2. 
   Орта және нақты жылусыйымдылықтардың өзара айырмашылығы
   
3. 
   Жылусыйымдылықтардың түрлерін айтыныз
   
4. 
   Майер теңдеуінің физикалық мәнін түсіндір
   
5. 
   Газ қоспасының жылусыйымдылығын қалай анықтайды
   
6. 
   Жылусыйымдылықтың өлшем бірліктерін атаңыз