Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Загальна інформація

У термодинамічних процесах кількісне співвідношення між теплотою Q, переданою у процесі, та зміненням температури робочого тіла встановлюється теплоємністю.

Теплоємністю тіла називається кількість теплоти, необхідної для змінення його температури на один градус.

Теплоємність одиниці кількості речовини має назву питомої теплоємності.

У розрахунках, в залежності від того, в яких одиницях задана кількість речовини, використовуються такі питомі теплоємності:

– масова теплоємність c, віднесена до 1 кг маси, Дж/(кг · К);

– об'ємна теплоємність , віднесена до кількості речовини, що міститься в 1 м³ за нормальних умов, Дж/(м³ · К);

– молярна теплоємність , віднесена до 1 кмоль речовини, Дж/(кмоль · К).

Зв'язок між с, , встановлюється залежністю:

, (1)

де – питомий об’єм газу, м³ /кг;

– молекулярна маса газу, а.о.м.,

або

,

де 22,4 – об’єм 1 кмоля газу за нормальних умов.

Теплоємність залежить від характеру процесу, при якому здійснюється підведення або відведення теплоти, і може змінюватись в діапазоні від до . При цьому, якщо процес передачі теплоти здійснюється за постійного тиску , теплоємність називається ізобарною , а за постійного об’єму називається ізохорною .

Зв'язок між ізобарною та ізохорною теплоємностями встановлюється через коефіцієнт Пуассона (показник адіабати):

, (2)

а також за допомогою рівняння Майєра:

, (3)

де R – газова постійна (наприклад, для повітря Дж/(кг · К).

Теплоємність тіла, що відповідає безкінечно малому зміненню температури, називається істинною теплоємністю:

. (4)

Також існує поняття середньої у деякому інтервалі температур теплоємності:

= , (5)

де q – кількість теплоти, підведеної до 1 кг речовини.

При практичних розрахунках використовують середню теплоємність, що визначається за формулою для даного процесу в інтервалі температур від до .

Середня теплоємність може бути визначена за формулою (5) або згідно із залежністю:

, (6)

де і – середні теплоємності газу в діапазоні температур від 0 до та від 0 до відповідно.

При експериментальному визначенні теплоємності зазвичай використовують термодинамічні процеси, що протікають при постійному об’ємі (теплоємність та тиску (теплоємність ).

В даній роботі визначення теплоємності повітря здійснюється методом проточної калориметрії. Використовується стаціонарний потік повітря, до якого безперервно підводиться теплота з постійною швидкістю. На усталеному режимі вся теплота, що виділяється нагрівником повітря в одиницю часу, витрачається на нагрівання повітря та втрати теплоти у навколишнє середовище, тобто можливо записати

, (7)

де – потужність (теплопродуктивність) повітронагрівника;

– кількість теплоти, що сприймається повітрям в одиницю часу, Вт;

– кількість теплоти, що втрачається у навколишнє середовище, Вт.

Дані величини розраховуються (оцінюються) за допомогою наведених нижче залежностей, з використанням ряду величин, що отримані в процесі виконання експериментальної роботи.