4. Теплоємність — кількість теплоти, яку треба надати або забрати в системі, щоб змінити її температуру на 1к. В залежності від способу вимірювання одиниці кількості речовини і характеру

термодинамічного процесу розрізняють масову мольну

та ізобарну С і ізохорну С - питомі теплоємності.

Для ідеальних газів справедливе рівняння Майєра:

(4.16)

де R - газова стала, яка залежить від природи газу і є довідниковою величиною. Вона чисельно дорівнює роботі розширення одного кілограма газу при нагріванні його за постійного тиску на один кельвін. Теплоємність залежить від температури (рис.4.9), а значення її для деяких газів подано в таблиці 4.6.

Теплоємність деяких газів при О °С

Таблиця 4.6.

Рис.4.9. Залежність середніх значень молярних теплоємностей різних газів від

температур.

Оскільки процеси проходять у більшості випадків із одночасно зміною всіх трьох параметрів, то необхідно виявити між ними певну взаємозалежність. Така залежність існує і виражається для випадку ідеального газу через характеристичне рівняння стану, яке називають ше рівнянням Клапейрона-Менделєєва. Для довільної маси газу воно має вигляд:

(4.17)

де Р - тиск, V - об'єм, Т - температура, М - маса, R - газова стала.

Рівняння (4.17) можна представити в універсальному вигляді, якщо віднести газову сталу до одного кіломоля газу, тобто до кількості газу, маса якого в кілограмах чисельного відповідає молекулярній масі

(4.18)

де- універсальна газова стала.

У випадку реальних газів, коли враховуються розміри молекул і міжмолекулярна взаємодія, користуються рівнянням Ван-дер-Ваальса, яке було запропоновано в 1873 p.:

(4.19)

де а - коефіцієнт пропорційності, який залежить від природи газу, b - найменший об'єм, до якого можна стиснути гази.

Поправка характеризує так званий внутрішній тиск,

обумовлений силами притягання молекул, який разом із зовнішнім тиском Р становлять повний тиск газу. Для газів внутрішній тиск порівняно невеликий і залежить від тиску температури газу. Вплив об'єму самих молекул, який зменшує вільний об'єм, де можуть переміщуватися молекули, враховує поправка В.

Але і це рівняння для випадку водяної пари не співпадає з результатами дослідів і є неточним. З врахуванням асоціації і дисоціації молекул газів Вукалович М.П. і Новиков И.И. в 1939 р. запропонували рівняння:

(4.20) де А і В - коефіцієнти, які залежать лише від температури.