Теоретичні основи

Теплоємність - це теплота, яку необхідно підвести до одиничної кількості речовини, щоб нагріти його на 1 К. Одиничну кількість речовини можна виміряти в кілограмах, кубометрах за нормальних фізичних умов і кіломолях. Кіломоль газу – це маса газу в кілограмах, чисельно рівна його молекулярній масі.

Таким чином, існує три види теплоємності:

масова c- Дж/(кг К); об'ємна с – Дж/(м³ К) і мольна µс – Дж/(кмоль К). Оскільки кіломоль газу має масу в µ раз вище одного кілограма, окремого позначення для мольної теплоємності не вводять, звідси легко виводиться зв'язок між теплоємністями:

;

де обсяг кіломоля ідеального газу при нормальних фізичних умовах, м³/кмоль;

щільність газу при нормальних фізичних умовах, кг/ м³.

Дійсна теплоємність газу – це похідна від теплоти по температурі

Термодинамічний процесу залежить від теплоти і визначається по першому закону термодинаміки для ізохорного та ізобарного процесів

Тут теплота, підведена до 1 кг газу в ізобарному процесі;

зміна внутрішньої енергії газу;

робота газу проти зовнішніх сил.

Власне кажучи ці залежності формулюють перший закон термодинаміки, звідки витікає рівняння Майера

.

Якщо покласти = 1 К, то , тобто фізичний зміст газової сталої – це робота 1 кг газу в ізобарному процесі при зміні його температури на 1 К.

Рівняння Майера для 1 кмоля газу має вигляд

де µR =8314 Дж/(кмоль К) – універсальна газова стала.

Таблиця 1

Значення показника адіабати для ідеальних газів

Атомність газів
1-атомні гази	1,67
2-атомні гази	1,40
3-х і багатоатомні гази	1,29

Крім рівняння Майера, ізобарна c_Р та ізохорна c_V масові теплоємності газів зв'язані між собою через показник адіабати k:

Показники адіабати для ідеальних газів представлені в табл. 1.