Учебные заметки

                                     ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ДЛЯ  ВОЗДУХА

Т  Е  О  Р  Е  Т  И  Ч  Е  С  К  И  Е           П  О  Л  О  Ж  Е  Н  И  Я

Теплоемкостью тела называется величина, равная количеству теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на один градус. Согласно определению

,                                                      (1.1)

где      dQ – количество теплоты, сообщенное телу

dТ – изменение температуры тела.

Теплоемкость газа зависит от условий нагревания. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты dQ, переданное системе, затрачивается на изменение ее внутренней энергии dU и на работу dA, совершаемую системой против внешних сил.

dQ = dU + dA ,                                                (1.2)

Учитывается выражения (1.1) и (1.2) , можно записать:

С =                                             (1.3)

Элементарная работа dA , совершаемая газом против сил внешнего давления при нагревании на dT , равна

dA = pdV ,                                                     (1.4)

где      p- давление газа

dV-изменение объема газа.

При изохорическом нагревании V = const, dV = O, следовательно,  dA = O и

C_{v =   .}                                                                                 (1.5)

При изобарическом нагревании dA = pdV            и

C_p = ,                                      (1.6)

где C_v , C_p – теплоемкость газа при постоянном объеме и

постоянном давлении соответственно.

Из формулы (1.5) видно, что для данной массы газа C_p> С_{v .}

Если количество газа равно одному киломолю, то , следовательно,

C_p= C_v+ R,                                                  (1.7)

где R – универсальная газовая постоянная.

В термодинамических расчетах важна величина отношения:

,

Цель данной работы – определение отношения  для воздуха.

О п и с а н и е       у с т а н о в к и

Установка для определения g состоит из сосуда с воздухом, насоса и манометра, служащего для определения разности давления в сосуде и атмосферного давления (рис 1.1).

Манометр наполнен подкрашенной водой. Рассмотрим изменения, которые будет претерпевать в процессе опыта газ, находящийся в сосуде.

В сосуд с помощью насоса накачивают    воздух,

создавая внутри избыточное, по сравнению с

атмосферным, давление. Если процесс

сжатия происходит достаточно быстро, то в

результате работы внешних сил газ

нагревается до температуры выше комнатной.

После остановки насоса в результате тепло-

Рис .1.1.

обмена  с окружающей средой температура воздуха