Цеплаёмістасць

З пляцоўкі Вікіпедыя.
Перайсці да: рух, знайсці
Цеплаёмістасць
C=\frac{\delta Q}{\delta T}
Размернасць

L2MT −2Θ−1

Адзінкі вымярэння
СІ

Дж/К

СГС

эрг/К

Заўвагі

Скалярная велічыня

Цеплаёмістасць – велічыня, роўная адносінам колькасці падведзенай цеплыні да адпаведнага змянення тэмпературы цела ў дадзеным тэрмадынамічным працэсе.

Ісцінная і сярэдняя цеплаёмістасці[правіць | правіць зыходнік]

Цеплаёмістасць падзяляюць на:

Ісцінная цеплаёмістасць - гэта суадносіны бясконца малой колькасці цеплыні, перададзенай сістэме, да велічыні бясконца малога змянення тэмпературы:

 C=\frac{dQ}{T} ,

Дзе

  • dQ - змяненне цеплыні [Дж];
  • T - абсалютная тэмпература [К].

Сярэдняя цеплаёмістасць - атрымліваецца з суадносінаў канкрэтнай колькасці цеплыні, перададзенай сістэме ў дадзеным тэрмадынамічным працэсе, да адпаведнай велічыні змянення тэмпературы:

 \overline{C}=\frac{Q}{T_1-T_2} ,

Цеплаёмістасць у ізапрацэсах[правіць | правіць зыходнік]

Як правіла, працэсы, якія адбываюцца на практыцы, праходзяць з якім-небудзь нязменным параметрам сістэмы: гэта можа быць ціск ці аб'ём. Запісваць цеплаёмістасць без пазначэння працэсу - безумоўна няправільна. Цеплаёмістасць у такім выпадку правільна запісваць наступным чынам:

  •  C_v – ізахорная цеплаёмістасць (цеплаёмістасць пры сталым аб'ёме),
  •  C_p – ізабарная цеплаёмістасць (цеплаёмістасць пры сталым ціску).

Раўнанне Маера і каэфіцыент адыябаты пры разліках з цеплаёмістасцю[правіць | правіць зыходнік]

У выпадку ідэальнай газавай сістэмы можна запісаць суадносіны між ізабарнай і ізахорнай цеплаёмістасцямі, названыя раўнаннем Маера:

 R=C_p-C_v

Дзе

  •  R - універсальная газавая сталая[Дж/(кмоль∙К)]

Запішам часта выкарыстанае ў такіх выпадках ураўненне для каэфіцыента адыябаты (каэфіцыента Пуасона):

 k=C_p/C_v

Трэба нагадаць значэнні каэфіцыента адыябаты для розных газаў:

  •  k\approx1,67 - для аднаатамных газаў,
  •  k\approx1,4 - для двухатамных газаў,
  •  k\approx1,29 - для трохатамных газаў.

Падставім каэфіцыент адыябаты ў формулу Маера:

 R=C_p-C_v=C_p-\frac{C_p}{k}=C_v(k-1)

Удзельная цеплаёмістасць[правіць | правіць зыходнік]

Пры разліках зручней выкарыстоўваюць цеплаёмістасць не цэлай сістэмы, а толькі нейкай адзінкі колькасці рэчыва. Такую цеплаёмістасць называюць удзельнай. У залежнасці ад выкарыстанай велічыні удзельную цеплаёмістасць падзяляюць на:

Масавая  c=\frac{C}{m} [Дж/(кг∙К)],

Малярная  c_\mu=\frac{C}{\mu} [Дж/(кмоль∙К)],

Аб’ёмная  c'=\frac{C}{V} [Дж/(м3∙К)].

Гэтыя велічыні звязаныя між сабой суадносінамі:

 c=c'\cdot v_H ,
 c_\mu=c\cdot\mu ,
 c'=\frac{c_\mu}{v_H} .

Залежнасць цеплаёмістасці ад тэмпературы[правіць | правіць зыходнік]

У практыцы цеплавых разлікаў шырокае выкарыстанне атрымала наступная прыблізная залежнасць ісціннай удзельнай цеплаёмістасці ад тэмпературы:

 c=a+a_1t+a_2t^2+a_3t^3+...+a_nt^n ,

Дзе

  • a,a_1t,a_2,a_3...+a_n - узятыя з табліц каэфіцыенты для дадзенага рэчыва,
  • t - тэмпература [°C].

Для разлікаў сярэдняй удзельнай цеплаёмістасці ў інтэрвале тэмператур ад t_1 да t_2 карыстаюцца формулай:

 \overline{c|_{t_2}^{t_1}}=\frac{\overline{c|_{t_2}^{0}}\cdot t_2-\overline{c|_{t_1}^{0}}\cdot t_1}{t_2-t_1}

Табліца цеплаёмістасцяў[правіць | правіць зыходнік]

Табліца цеплаёмістасцяў рэчываў пры 25 °C (298 K) Notable minima and maxima are shown in maroon
Рэчыва Агрэгатны стан Удзельная масавая ізабарная цеплаёмістасць  c_p [Дж/(г∙К)] Удзельная ізабарная малярная цеплаёмістасць  c_{p\mu} [Дж/(моль∙К)] Удзельная ізахорная малярная цеплаёмістасць  c_{v\mu} [Дж/(моль∙К)] Удзельная аб'ёмная цеплаёмістасць  c_{v} [Дж/(см−3∙К)]
Азот газ 1.040 29.12 20.8
Алмаз цвёрды 0.5091 6.115 1.782
Алюміній цвёрды 0.897 24.2 2.422
Аміяк вадкасць 4.700 80.08 3.263
Аргон газ 0.5203 20.7862 12.4717
Бензін (актанавы) вадкасць 2.22 228 1.64
Берылій цвёрды 1.82 16.4 3.367
Вадарод газ 14.30 28.82
Вада (пара) пры 100 °C газ 2.080 37.47 28.03
Вада пры 25 °C вадкасць 4.1813 75.327 74.53 4.1796
Вада пры 100 °C вадкасць 4.1813 75.327 74.53 4.2160
Вада (лёд) пры −10 °C цвёрды 2.11 38.09 1.938
Вальфрам цвёрды 0.134 24.8 2.58
Вісмут цвёрды 0.123 25.7 1.20
Волава цвёрды 0.129 26.4 1.44
Волава цвёрды 0.227 27.112
Гелій газ 5.1932 20.7862 12.4717
Граніт цвёрды 0.790 2.17
Графіт цвёрды 0.710 8.53 1.534
Дыяксід вугляроду CO2 газ 0.839* 36.94 28.46
Жалеза цвёрды 0.450 25.1 3.537
Золата цвёрды 0.129 25.42 2.492
Кадмій цвёрды 0.231 26.02
Кісларод газ 0.918 29.38 21.0
Літый цвёрды 3.58 24.8 1.912
Літый пры 181 °C вадкасць 4.379 30.33 2.242
Магній цвёрды 1.02 24.9 1.773
Медзь цвёрды 0.385 24.47 3.45
Метан пры 2 °C газ 2.191 35.69
Метанол (298 K) вадкасць 2.14 68.62
Мыш'як цвёрды 0.328 24.6 1.878
Натрый цвёрды 1.230 28.23
Неон газ 1.0301 20.7862 12.4717
Паветра (на ўзроўні мора, сухое,
0 °C (273.15 K))
газ 1.0035 29.07 20.7643 0.001297
Паветра (стандартныя пакаёвыя ўмовы) газ 1.012 29.19 20.85 0.00121
Парафін
C25H52
цвёрды 2.5 900 2.325
Поліэтылен цвёрды 2.3027
Поліэтылен вадкасць 2.9308
Ртуць вадкасць 0.1395 27.98 1.888
Серавадарод H2S газ 1.015* 34.60
Сілікон (плаўлены) цвёрды 0.703 42.2 1.547
Срэбра цвёрды 0.233 24.9 2.44
Сталь цвёрды 0.466
Сурма цвёрды 0.207 25.2 1.386
Тканіны жывёлаў (а таксама і чалавечыя) змешаны 3.5 3.7*
Тытан цвёрды 0.523 26.060
Уран цвёрды 0.116 27.7 2.216
Хром цвёрды 0.449 23.35
Цынк цвёрды 0.387 25.2 2.76
Шкло цвёрды 0.84
Этанол вадкасць 2.44 112 1.925

Цеплаёмістасць некаторых будаўнічых матэрыялаў[правіць | правіць зыходнік]

Рэчыва Агрэгатны стан  c_p [Дж/(г∙К)]
Асфальт цвёрды 0.920
Цэгла цвёрды 0.840
Бетон цвёрды 0.880
Шкло, сілікатнае цвёрды 0.840
Шкло, крон цвёрды 0.670
Шкло, флінт цвёрды 0.503
Шкло, піракс цвёрды 0.753
Граніт цвёрды 0.790
Гіпс цвёрды 1.090
Мармур, слюды solid 0.880
Пясок цвёрды 0.835
Глеба цвёрды 0.800
Гексафтарыд серы газ 0.664
Драўніна цвёрды 1.7 (ад 1.2 да 2.3)
Рэчыва Агрэгатны стан  c_p [Дж/(г∙К)]

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Крыніцы[правіць | правіць зыходнік]

  • Хрусталев Б. М., Несенчук А. П., Романюк В. Н. Техническая термодинамика — Минск: Технопринт, 2004.,487 с.
  • Бурдаков В. П. Термодинамика — Москва: Дрофа, 2009., ч.1., 479 с.