Գազի միջին ջերմային հզորությունը t1-ից t2 ջերմաստիճանի միջակայքում: Ճիշտ և միջին ջերմային հզորություն Որոշեք միջին ջերմային հզորությունը ջերմաստիճանի տիրույթում

Հաշվի առնելով, որ ջերմային հզորությունը հաստատուն չէ, այլ կախված է ջերմաստիճանից և այլ ջերմային պարամետրերից, տարբերակում են իրական և միջին ջերմային հզորությունները: Իրական ջերմային հզորությունը արտահայտվում է թերմոդինամիկական գործընթացի որոշակի պարամետրերի համար (2.2) հավասարմամբ, այսինքն՝ աշխատող հեղուկի տվյալ վիճակում։ Մասնավորապես, եթե ուզում են ընդգծել աշխատանքային հեղուկի ջերմունակության կախվածությունը ջերմաստիճանից, ապա այն գրում են որպես , իսկ տեսակարար ջերմունակությունը՝ որպես։ Սովորաբար, իրական ջերմային հզորությունը հասկացվում է որպես ջերմության տարրական քանակի հարաբերակցությունը, որը փոխանցվում է թերմոդինամիկական համակարգին ցանկացած գործընթացում այս համակարգի ջերմաստիճանի անսահման փոքր աճին, որն առաջանում է փոխանցվող ջերմությունից: Մենք կենթադրենք, որ թերմոդինամիկական համակարգի իրական ջերմային հզորությունը համակարգի ջերմաստիճանում հավասար է, իսկ աշխատանքային հեղուկի իրական տեսակարար ջերմությունը նրա ջերմաստիճանում հավասար է։ Այնուհետև աշխատանքային հեղուկի միջին տեսակարար ջերմային հզորությունը, երբ նրա ջերմաստիճանը փոխվում է, կարող է որոշվել հետևյալ կերպ.

Սովորաբար, աղյուսակները տալիս են միջին ջերմային հզորության արժեքներ տարբեր ջերմաստիճանի միջակայքերի համար՝ սկսած սկսած: Հետևաբար, բոլոր այն դեպքերում, երբ թերմոդինամիկական պրոցեսը տեղի է ունենում ջերմաստիճանի միջակայքում մինչև, որում, քանակությունը հատուկ ջերմությունգործընթացը որոշվում է՝ օգտագործելով միջին ջերմային հզորությունների աղյուսակային արժեքները՝ հետևյալ կերպ.

.

Միջին ջերմային հզորությունների արժեքները և հայտնաբերված են աղյուսակներից:

2.3. Ջերմային հզորություններ հաստատուն ծավալով և ճնշումով

Առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում մշտական ​​ծավալով պրոցեսների միջին և իրական ջերմային հզորությունները ( isochoric ջերմային հզորություն, հավասար է իզոխորիկ գործընթացում ջերմության հատուկ քանակի հարաբերակցությանը աշխատանքային հեղուկի ջերմաստիճանի փոփոխությանը dT) և մշտական ​​ճնշման դեպքում ( isobaric ջերմային հզորություն, հավասար է իզոբար պրոցեսում ջերմության հատուկ քանակի հարաբերակցությանը աշխատանքային հեղուկի dT ջերմաստիճանի փոփոխությանը):

Իդեալական գազերի համար իզոբար և իզոխորային ջերմային հզորությունների միջև կապը հաստատվում է հայտնի Մայերի հավասարմամբ։

Մայերի հավասարումից հետևում է, որ իզոբարային ջերմունակությունն ավելի մեծ է, քան իզոխորիկ ջերմունակությունը իդեալական գազի հատուկ բնութագրական հաստատունի արժեքով։ Սա բացատրվում է նրանով, որ իզոխորային գործընթացում () արտաքին աշխատանք չի կատարվում, և ջերմությունը ծախսվում է միայն աշխատանքային հեղուկի ներքին էներգիան փոխելու վրա, մինչդեռ իզոբարային պրոցեսում () ջերմությունը ծախսվում է ոչ միայն ներքին էներգիան փոխելու վրա։ աշխատանքային հեղուկի, կախված դրա ջերմաստիճանից, այլ նաև արտաքին աշխատանք կատարելու համար:

Իրական գազերի համար, քանի որ դրանք ընդարձակվում են, աշխատանք է կատարվում ոչ միայն արտաքին ուժերի դեմ, այլ նաև ներքին աշխատանք գազի մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերի դեմ, ինչը լրացուցիչ ջերմություն է սպառում:

Ջերմային ճարտարագիտության մեջ լայնորեն կիրառվում է ջերմային հզորությունների հարաբերակցությունը, որը կոչվում է Պուասոնի հարաբերակցություն (ադիաբատիկ ինդեքս)։ Աղյուսակում Աղյուսակ 2.1-ում ներկայացված են որոշ գազերի արժեքները, որոնք ստացվել են փորձնականորեն 15 °C ջերմաստիճանում:

Ջերմային հզորությունները կախված են ջերմաստիճանից, հետևաբար, ադիաբատիկ ինդեքսը պետք է կախված լինի ջերմաստիճանից:

Հայտնի է, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ջերմային հզորությունը մեծանում է։ Հետեւաբար, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ այն նվազում է՝ մոտենալով միասնությանը։ Այնուամենայնիվ, միշտ մնում է մեկից ավելի: Սովորաբար, ադիաբատիկ ինդեքսի կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է ձևի բանաձևով.

և քանի որ

Իրական ավտոմոբիլային շարժիչի մխոցում տեղի ունեցող ջերմային պրոցեսների կատարելությունը գնահատվում է դրա իրական ցիկլի ցուցիչներով, մինչդեռ շարժիչի կատարելությունը որպես ամբողջություն՝ հաշվի առնելով շփման և օժանդակ մեխանիզմների շարժիչ ուժի կորուստները, գնահատվում է իր արդյունավետ ցուցանիշներով։

Շարժիչի բալոններում գազերի կատարած աշխատանքը կոչվում է ցուցիչ աշխատանք։ Մեկ ցիկլում մեկ բալոնում գազերի ցուցիչ աշխատանքը կոչվում է ցիկլային աշխատանք. Այն կարող է որոշվել՝ օգտագործելով ցուցիչի դիագրամը, որը հիմնված է շարժիչի ջերմային հաշվարկի տվյալների վրա

Եզրագծով սահմանափակված տարածք ա -c-z"-z-b-aհաշվարկված ցուցիչի գծապատկեր ԱՏ , համապատասխան մասշտաբով կներկայացնի գազերի տեսական ցուցիչ աշխատանքը մեկ բալոնում մեկ ցիկլում: Իրական դիագրամի տարածքը ա"-գ"-գ"-զ"-բ"-բ"-ռ-ա-ա"բաղկացած կլինի վերին և ստորին օղակներից: Քառակուսի Ադվերին օղակը բնութագրում է գազերի դրական աշխատանքը մեկ ցիկլով: Այս օղակի սահմանները չեն համընկնում հաշվարկվածների հետ՝ բռնկման ժամանակի կամ վառելիքի ներարկման պատճառով (c"-c- s"-s"),ոչ ակնթարթային վառելիքի այրում («-z»-ով -z"-с"և զ»- z-z"«-z») և թողարկելու նախածանցները (բ"-բ-բ"-բ"):

Հաշվարկային դիագրամի տարածքի կրճատումը նշված պատճառներով հաշվի է առնվում օգտագործելով դիագրամի ամբողջականության գործակիցը :

Ավտոմեքենաների և տրակտորների շարժիչների համար դիագրամի ամբողջականության գործակցի արժեքները արժեքներ են ընդունում 0,93...0,97.

Քառակուսի Ան ստորին օղակը բնութագրում է մխոցի պոմպային հարվածների վրա ծախսված բացասական աշխատանքը մխոցում գազի փոխանակման համար: Այսպիսով, գազերի իրական ցուցիչ աշխատանքը մեկ բալոնում մեկ ցիկլում.

Գործնականում մեկ ցիկլով շարժիչի կատարողականի չափը որոշվում է միջին ցուցանիշի ճնշմամբ Պի,հավասար է ցիկլի օգտակար աշխատանքին մխոցի աշխատանքային ծավալի մեկ միավորի համար

Որտեղ Wi- ցիկլի օգտակար աշխատանք, J(N m); Վհ– բալոնի աշխատանքային ծավալը, մ3:

Միջին ցուցիչ ճնշում -սա պայմանականորեն հաստատուն ճնշում է մխոցի վրա մխոցի մեկ հարվածի ժամանակ, որը հավասար է գազերի աշխատանքի ցուցիչին ամբողջ ցիկլի համար: Այս ճնշումն արտահայտվում է որոշակի մասշտաբով ըստ բարձրության պի մակերեսով ուղղանկյուն Ա = Դժոխք - Ան և ցուցիչի գծապատկերի երկարությանը հավասար հիմքով։ Մեծություն պիՇարժիչի նորմալ աշխատանքի դեպքում բենզինային շարժիչներում այն ​​հասնում է 1,2 ՄՊա-ի, իսկ դիզելային շարժիչներում՝ 1,0 ՄՊա-ի:

Շարժիչի բալոններում գազերի կատարած օգտակար աշխատանքը միավոր ժամանակում կոչվում է ցուցիչի հզորություն և նշվում Պի .
Մեկ բալոնում մեկ ցիկլում գազերի աշխատանքի ցուցիչն է (Նմ)

Տարբերակել միջին և իրական ջերմային հզորությունը. Միջին ջերմային հզորությունը c“-ն այն ջերմության քանակն է, որը սպառվում է գազի միավորը (1 կգ, 1 մ3, 1 մոլ) 1 Կ-ով տաքացնելիս t1-ից մինչև t2.
с=q/(t2-t1)
Որքան փոքր է ջերմաստիճանի տարբերությունը t2 – t1, այնքան միջին ջերմային հզորության արժեքը մոտենում է իրական c-ին: Հետևաբար, իրական ջերմային հզորությունը տեղի կունենա, երբ t2-t1 արժեքը մոտենա զրոյին:

Ջերմային հզորությունը վիճակի պարամետրերի ֆունկցիա է՝ ճնշում և ջերմաստիճան, հետևաբար տեխնիկական թերմոդինամիկայի մեջ առանձնանում են իրական և միջին ջերմային հզորությունները։

Իդեալական գազի ջերմային հզորությունը կախված է միայն ջերմաստիճանից և, ըստ սահմանման, կարելի է գտնել միայն ջերմաստիճանի տիրույթում: Այնուամենայնիվ, մենք միշտ կարող ենք ենթադրել, որ այս միջակայքը շատ փոքր է ցանկացած ջերմաստիճանի արժեքի մոտ: Ապա կարելի է ասել, որ ջերմային հզորությունը որոշվում է տվյալ ջերմաստիճանում։ Այս ջերմային հզորությունը կոչվում է ճիշտ.

Տեղեկատվական գրականության մեջ իրական ջերմային հզորությունների կախվածությունը հետ pԵվ հետ vջերմաստիճանի վրա նշված են աղյուսակների և վերլուծական կախվածությունների տեսքով: Վերլուծական հարաբերությունները (օրինակ, զանգվածային ջերմային հզորության համար) սովորաբար ներկայացված է որպես բազմանդամ.

Այնուհետև գործընթացի ընթացքում մատակարարվող ջերմության քանակը ջերմաստիճանի միջակայքում [ t1, t2] որոշվում է ինտեգրալով.

Ջերմոդինամիկական գործընթացները ուսումնասիրելիս հաճախ որոշվում է ջերմային հզորության միջին արժեքը ջերմաստիճանի տիրույթում: Դա գործընթացում մատակարարվող ջերմության քանակի հարաբերակցությունն է Q 12մինչև վերջնական ջերմաստիճանի տարբերությունը.

Այնուհետև, եթե տրված է իրական ջերմային հզորության կախվածությունը ջերմաստիճանից, համաձայն (2).

Հաճախ տեղեկատու գրականության մեջ տրվում են միջին ջերմային հզորությունների արժեքները հետ pԵվ հետ vսկսած ջերմաստիճանի միջակայքի համար 0 նախքան t o C. Ինչպես ճշմարիտները, դրանք ներկայացված են աղյուսակների և գործառույթների տեսքով.

Ջերմաստիճանի արժեքը փոխարինելիս տԱյս բանաձևը կգտնի միջին ջերմային հզորությունը ջերմաստիճանի միջակայքում [ 0, տ]։ Գտնել ջերմային հզորության միջին արժեքը կամայական միջակայքում [ t1, t2], օգտագործելով հարաբերությունը (4), դուք պետք է գտնեք ջերմության քանակը Q 12, մատակարարվում է համակարգին այս ջերմաստիճանի միջակայքում: Մաթեմատիկայից հայտնի կանոնի հիման վրա (2) հավասարման ինտեգրալը կարելի է բաժանել հետևյալ ինտեգրալների.

Դրանից հետո միջին ջերմային հզորության ցանկալի արժեքը հայտնաբերվում է բանաձևով (3):

1 կգ նյութին մատակարարվող ջերմության քանակն է, երբ նրա ջերմաստիճանը փոխվում է Տ 1 դեպի Տ 2 .

1.5.2. Գազերի ջերմային հզորությունը

Գազերի ջերմային հզորությունը կախված է.

թերմոդինամիկ գործընթացի տեսակը (իզոխորիկ, իզոբարիկ, իզոթերմային և այլն);

գազի տեսակը, այսինքն. մոլեկուլում ատոմների քանակի վրա;

գազի վիճակի պարամետրերը (ճնշում, ջերմաստիճան և այլն):

Ա) Թերմոդինամիկական պրոցեսի տիպի ազդեցությունը գազի ջերմունակության վրա

Ջերմության քանակությունը, որն անհրաժեշտ է նույն քանակությամբ գազ տաքացնելու համար նույն ջերմաստիճանի միջակայքում կախված է գազի կողմից իրականացվող ջերմադինամիկ գործընթացի տեսակից:

IN isochoric գործընթաց (υ = const) ջերմությունը ծախսվում է միայն գազի տաքացման վրա որոշակի քանակությամբ: Գազը չի ընդլայնվում փակ նավի մեջ (նկ. 1.2 Ա), և, հետևաբար, չի աշխատում: Գազի ջերմային հզորությունը իզոխորիկ գործընթացում նշվում է խորհրդանիշով Հետ υ .

IN isobaric գործընթաց (Ռ= const) ջերմությունը ծախսվում է ոչ միայն գազի տաքացման վրա նույն քանակությամբ, ինչ իզոխորիկ գործընթացում, այլև աշխատանք կատարելու վրա՝ մխոցը մակերեսով բարձրացնելիս (նկ. 1.2. բ). Գազի ջերմային հզորությունը իզոբար գործընթացում նշվում է խորհրդանիշով Հետ Ռ .

Քանի որ ըստ պայմանի քանակությունը երկու գործընթացներում էլ նույնն է, ապա իզոբար պրոցեսում՝ գազի կատարած աշխատանքի շնորհիվ, քանակությունը։ Հետեւաբար, իզոբարային գործընթացում ջերմային հզորությունը Հետ Ռ Հետ υ .

Մայերի բանաձեւի համաձայն իդեալական գազ

կամ . (1.6)

Բ) Գազի տեսակի ազդեցությունը նրա ջերմունակության վրա Իդեալական գազի մոլեկուլային կինետիկ տեսությունից հայտնի է.

որտեղ է տվյալ գազի մոլեկուլների ազատ տեղաշարժի փոխակերպման և պտտման աստիճանների թիվը: Հետո

, Ա . (1.7)

Միատոմ գազն ունի մոլեկուլային շարժման ազատության երեք աստիճան (Նկար 1.3 Ա), այսինքն. .

Դիատոմային գազն ունի շարժման ազատության երեք աստիճան և մոլեկուլի պտտման ազատության երկու աստիճան (նկ. 1.3): բ), այսինքն. . Նմանապես, կարելի է ցույց տալ, որ եռատոմային գազի համար.

Այսպիսով, գազերի մոլային ջերմային հզորությունը կախված է մոլեկուլների շարժման ազատության աստիճանների քանակից, այսինքն. մոլեկուլում ատոմների քանակից, և հատուկ ջերմային հզորությունը նույնպես կախված է մոլեկուլային քաշից, քանի որ Գազի հաստատունի արժեքը, որը տարբեր է տարբեր գազերի համար, կախված է դրանից:

Գ) գազի վիճակի պարամետրերի ազդեցությունը նրա ջերմային հզորության վրա

Իդեալական գազի ջերմային հզորությունը կախված է միայն ջերմաստիճանից և մեծանում է աճի հետ Տ.

Բացառություն են կազմում միատոմ գազերը, քանի որ դրանց ջերմային հզորությունը գործնականում անկախ է ջերմաստիճանից:

Գազերի դասական մոլեկուլային կինետիկ տեսությունը հնարավորություն է տալիս բավականին ճշգրիտ որոշել մոնատոմային իդեալական գազերի ջերմային հզորությունները ջերմաստիճանների լայն տիրույթում և շատ երկատոմային (և նույնիսկ եռատոմիկ) գազերի ջերմային հզորությունները ցածր ջերմաստիճաններում:

Բայց 0 o C-ից զգալիորեն տարբերվող ջերմաստիճաններում, երկ- և բազմատոմ գազերի ջերմային հզորության փորձարարական արժեքները զգալիորեն տարբերվում են մոլեկուլային կինետիկ տեսության կողմից կանխատեսվածներից:

Նկ. Նկար 1.4-ը ցույց է տալիս ջրածնի և հելիումի մոլային ջերմային հզորությունների կախվածությունը հաստատուն ծավալից Հետ v բացարձակ ջերմաստիճանից Տիր փոփոխությունների լայն շրջանակում։ Ինչպես երևում է, երկատոմային գազի (և բազմատոմային գազերի) ջերմային հզորության արժեքները կարող են զգալիորեն կախված լինել ջերմաստիճանից: Սա բացատրվում է նրանով, որ ցածր ջերմաստիճաններում ազատության պտտման աստիճանները չեն գրգռվում, և, հետևաբար, երկատոմային (և բազմատոմ) գազի մոլային ջերմունակությունը պարզվում է, որ նույնն է, ինչ միատոմ գազինը (ջրածնի համար դա նույնը, ինչ հելիումի դեպքում): Բարձր ջերմաստիճաններում երկ- և բազմատոմ գազերը նաև գրգռում են ազատության աստիճաններ, որոնք կապված են մոլեկուլների ատոմների թրթռումների հետ, ինչը հանգեցնում է նրանց ջերմային հզորության լրացուցիչ ավելացմանը:

Ջերմատեխնիկական հաշվարկներում սովորաբար օգտագործվում են գազերի ջերմային հզորության փորձնական արժեքները, որոնք ներկայացված են աղյուսակների տեսքով: Այս դեպքում փորձարարական (տվյալ ջերմաստիճանում) որոշված ​​ջերմունակությունը կոչվում է ճիշտ ջերմային հզորություն. Իսկ եթե փորձը չափել է ջերմության քանակը ք, որը ծախսվել է որոշակի ջերմաստիճանից 1 կգ գազի ջերմաստիճանը զգալիորեն բարձրացնելու վրա Տ 0-ից մինչև ջերմաստիճան Տ, այսինքն. դեպի  Տ = Տ Տ 0, ապա հարաբերակցությունը

կանչեց միջին գազի ջերմային հզորությունը տվյալ ջերմաստիճանի միջակայքում:

Սովորաբար, հղման աղյուսակներում միջին ջերմային հզորության արժեքները տրվում են արժեքով Տ 0, որը համապատասխանում է Ցելսիուսի զրոյական աստիճանին:

Ջերմային հզորություն իրական գազ ջերմաստիճանից բացի, կախված է նաև ճնշումից՝ միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերի ազդեցությամբ։

Ջերմային հզորությունը ջերմաֆիզիկական հատկանիշ է, որը որոշում է մարմնի ջերմաստիճանը փոխելու համար ջերմություն տալու կամ ստանալու ունակությունը: Տվյալ գործընթացում մատակարարվող (կամ հեռացվող) ջերմության քանակի և ջերմաստիճանի փոփոխության հարաբերակցությունը կոչվում է մարմնի ջերմունակություն (մարմինների համակարգ). C=dQ/dT, որտեղ ջերմության տարրական քանակն է. - տարրական ջերմաստիճանի փոփոխություն.

Ջերմային հզորությունը թվայինորեն հավասար է ջերմության քանակին, որը պետք է մատակարարվի համակարգին՝ տվյալ պայմաններում ջերմաստիճանը 1 աստիճանով բարձրացնելու համար: Ջերմային հզորության միավորը կլինի J/K:

Կախված մարմնի քանակական միավորից, որին ջերմություն է մատակարարվում թերմոդինամիկայում, առանձնանում են զանգվածային, ծավալային և մոլային ջերմային հզորությունները։

Զանգվածային ջերմունակությունը աշխատանքային հեղուկի մեկ միավոր զանգվածի ջերմունակությունն է՝ c=C/m

Զանգվածային ջերմունակության միավորը J/(kg×K): Զանգվածային ջերմային հզորությունը կոչվում է նաև հատուկ ջերմային հզորություն։

Ծավալային ջերմային հզորությունը աշխատանքային հեղուկի մեկ միավորի ծավալի ջերմունակությունն է, որտեղ և գտնվում են մարմնի ծավալն ու խտությունը նորմալ ֆիզիկական պայմաններում: C'=c/V=c p . Ծավալային ջերմային հզորությունը չափվում է J/(m 3 ×K):

Մոլային ջերմային հզորությունը ջերմային հզորությունն է՝ կապված մոլերում աշխատող հեղուկի (գազի) քանակի հետ, C m = C/n, որտեղ n-ը մոլերով գազի քանակն է։

Մոլային ջերմային հզորությունը չափվում է J/(mol×K):

Զանգվածային և մոլային ջերմային հզորությունները կապված են հետևյալ հարաբերություններով.

Գազերի ծավալային ջերմունակությունը արտահայտվում է մոլային ջերմային հզորությամբ՝ որպես

Որտեղ m 3 /mol գազի մոլային ծավալն է նորմալ պայմաններում:

Մայերի հավասարումը. C p – C v = R.

Հաշվի առնելով, որ ջերմային հզորությունը հաստատուն չէ, այլ կախված է ջերմաստիճանից և այլ ջերմային պարամետրերից, տարբերակում են իրական և միջին ջերմային հզորությունները: Մասնավորապես, եթե ուզում են ընդգծել աշխատանքային հեղուկի ջերմունակության կախվածությունը ջերմաստիճանից, ապա այն գրում են որպես C(t), իսկ տեսակարար ջերմունակությունը՝ c(t)։ Սովորաբար, իրական ջերմային հզորությունը հասկացվում է որպես ջերմության տարրական քանակի հարաբերակցությունը, որը փոխանցվում է թերմոդինամիկական համակարգին ցանկացած գործընթացում այս համակարգի ջերմաստիճանի անսահման փոքր աճին, որն առաջանում է փոխանցվող ջերմությունից: Մենք կհամարենք C(t)-ը որպես թերմոդինամիկական համակարգի իրական ջերմային հզորություն t 1-ին հավասար համակարգի ջերմաստիճանում, իսկ c(t)-ն աշխատանքային հեղուկի իրական տեսակարար ջերմային հզորությունն է t 2-ի ջերմաստիճանում: Այնուհետև աշխատանքային հեղուկի միջին տեսակարար ջերմային հզորությունը, երբ նրա ջերմաստիճանը փոխվում է t 1-ից t 2, կարող է որոշվել որպես

Սովորաբար աղյուսակները տալիս են c av ջերմային հզորության միջին արժեքները տարբեր ջերմաստիճանային միջակայքերի համար՝ սկսած t 1 = 0 0 C-ից: Հետևաբար, բոլոր այն դեպքերում, երբ թերմոդինամիկական գործընթացը տեղի է ունենում t 1-ից t 2 ջերմաստիճանի միջակայքում, որի դեպքում t 1 ≠0, պրոցեսի հատուկ ջերմության q քանակությունը որոշվում է՝ օգտագործելով c av միջին ջերմային հզորությունների աղյուսակային արժեքները հետևյալ կերպ.

Ջերմային հզորությունը համակարգին փոխանցվող ջերմության քանակի հարաբերակցությունն է դիտվող ջերմաստիճանի բարձրացմանը (բացակայության դեպքում քիմիական ռեակցիա, նյութի անցումը ագրեգացման մի վիճակից մյուսին և A = 0-ում):

Ջերմային հզորությունը սովորաբար հաշվարկվում է 1 գ զանգվածի վրա, այնուհետև այն կոչվում է սպեցիֆիկ (J/g*K), կամ 1 մոլի դիմաց (J/mol*K), այնուհետև կոչվում է մոլային։

Տարբերել միջին և ճշմարիտջերմային հզորություն.

Միջինջերմային հզորությունը ջերմային հզորությունն է ջերմաստիճանի միջակայքում, այսինքն՝ մարմնին հաղորդվող ջերմության հարաբերակցությունը նրա ջերմաստիճանի բարձրացման ΔT արժեքով։

ՃիշտՄարմնի ջերմունակությունը մարմնի կողմից ընդունված ջերմության անվերջ փոքր քանակի հարաբերությունն է նրա ջերմաստիճանի համապատասխան բարձրացմանը։

Միջին և իրական ջերմային հզորության միջև կապ հաստատելը հեշտ է.

Փոխարինելով Q-ի արժեքները միջին ջերմային հզորության արտահայտության մեջ՝ մենք ունենք.

Իրական ջերմային հզորությունը կախված է նյութի բնույթից, ջերմաստիճանից և պայմաններից, որոնց դեպքում տեղի է ունենում ջերմության փոխանցում համակարգ:

Այսպիսով, եթե համակարգը պարփակված է հաստատուն ծավալի մեջ, այսինքն իզոխորիկգործընթաց մենք ունենք.

Եթե ​​համակարգը ընդլայնվում կամ կծկվում է, բայց ճնշումը մնում է մշտական, այսինքն. Համար իզոբարիկգործընթաց մենք ունենք.

Բայց ΔQ V = dU, և ΔQ P = dH, հետևաբար

C V = (∂U/∂T) v, և C P = (∂H/∂T) p

(եթե մեկ կամ մի քանի փոփոխականներ մնում են հաստատուն, մինչդեռ մյուսները տատանվում են, ապա ածանցյալները համարվում են մասնակի փոփոխվող փոփոխականի նկատմամբ):

Երկու հարաբերություններն էլ վավեր են ցանկացած նյութի և ագրեգացման ցանկացած վիճակի համար: C V-ի և C P-ի միջև կապը ցույց տալու համար անհրաժեշտ է տարբերել ըստ ջերմաստիճանի H = U + pV / էնթալպիայի արտահայտությունը:

Իդեալական գազի համար pV=nRT

մեկ խլուրդի համար կամ

R տարբերությունը ներկայացնում է իդեալական գազի 1 մոլի իզոբարային ընդարձակման աշխատանքը, երբ ջերմաստիճանը մեկ միավորով ավելանում է:

Հեղուկների մեջ և պինդ նյութեր C P = C V ջեռուցման ժամանակ ծավալի փոքր փոփոխության պատճառով

Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցության կախվածությունը ջերմաստիճանից, Կիրխհոֆի հավասարումներ։

Օգտագործելով Հեսսի օրենքը, հնարավոր է հաշվարկել ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը այն ջերմաստիճանում (սովորաբար 298K), որում չափվում են ռեակցիայի բոլոր մասնակիցների առաջացման կամ այրման ստանդարտ ջերմությունները։

Բայց ավելի հաճախ անհրաժեշտ է իմանալ տարբեր ջերմաստիճաններում ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը:

Դիտարկենք արձագանքը.

ν A A+ն B B= ν C C+ն D D

H-ով նշանակենք ռեակցիայի մասնակցի էթալպիան 1 մոլի վրա։ Ռեակցիայի էնթալպիայի ΔΗ(T) ընդհանուր փոփոխությունը արտահայտվելու է հավասարմամբ.

ΔΗ = (ն C Н С +ն D Н D) - (ն A Н А +ն B Н В); va, vb, vc, vd - ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ: ժ.ր.

Եթե ​​ռեակցիան ընթանում է մշտական ​​ճնշման տակ, ապա էթալպիայի փոփոխությունը հավասար կլինի ռեակցիայի ջերմային ազդեցությանը։ Եվ եթե այս հավասարումը տարբերենք ըստ ջերմաստիճանի, ապա կստանանք.

Իզոբարային և իզոխորիկ գործընթացների հավասարումներ

Եվ

կանչեց Կիրխհոֆի հավասարումները(դիֆերենցիալ ձևով): Թույլ են տալիս որակապեսգնահատել ջերմային ազդեցության կախվածությունը ջերմաստիճանից.

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը ջերմային ազդեցության վրա որոշվում է ΔС p (կամ ΔС V) արժեքի նշանով:

ժամը ΔС p > 0արժեքը, այսինքն՝ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ ջերմային ազդեցությունը մեծանում է

ժամը ΔС էջ< 0 այսինքն, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, ջերմային ազդեցությունը նվազում է:

ժամը ΔС p = 0- ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը անկախ ջերմաստիճանից

Այսինքն, սրանից հետևում է, որ ΔС p-ն որոշում է նշանը ΔН-ի դիմաց։