39.Идеал газдың жылусыйымдылығы. Меншікті жылусыйымдылық, мольдік

Жылу сыйымдылық. Өлшем бірліктері. Жылусиымдылық күй немесе процестің

функциясы бола ма? Газды қыздыруға жұмсалатын жылу мөлшері қыздырылатын зат-тың мөлшеріне және оның температурасын қанша градусқа өзгертуіне байланысты. Денені суыту үшін, одан бір шама жылу мөлшері алы-нады. Сондықтан, газдың немесе кез келген дененің жылулық қасиет-терін сипаттау үшін жылусыйымдылық деген ерекше шаманы қолданады.Дененің температурасын бір кельвинге (1 К) өзгерту үшін, оған берілетін немесе одан алынатын жылу мөлшерін – жылусыйымдылық деп атайды. Жылусыйымдылық – меншікті және мольдік жылусыйым-дылық деп бөлінеді.Заттың бірлік массасына қатысты жылусыйымдылықты – меншік-ті жылусыйымдылық деп атайды. Ол с (це) кіші әрпімен белгіленеді. Бұл жылусыйымдылық дененің құрамындағы затты сипаттайды.Заттың бір моліне қатысты жылусыйымдылықты – мольдік жылусыйымдылық дейді. Ол С (це) бас әрпімен белгіленеді. Меншікті жылусыйымдылық сияқты бұл да заттың сипаттамасы болады.Жылусыйымдылықтың анықтамасы бойынша оның өлшем бірлігі Дж/К, ал меншікті жылусыйымдылықтың – және мольдік жылу сыйымдылықтың өлшем бірлігі– болады.Меншікті жылусыйымдылық пен мольдік жылусыйымдылықтың арасындағы қатынас былай анықталады: немесе , (6.13)мұндағыМ – мольдік масса.Анықтамасы бойынша жылусыйымдылық мына қатынасқа тең болады (6.14)мұндағы – денеген берілген (алынған) жылу мөлшері, – темпе-ратураның өзгерісі, – көрсеткіш (индекс) өтетін процестің белгісі. Дене-нің температурасын шамаға өзгертуге жұмсалатынжылу мөлшері процеске тәуелді болғандықтан, жылусыйымдылығы да оны қыздыру немесе суыту шарттарына тәуелділікті көрсетеді, демекәр түрліпроцестерде бірдей емес. Олай болса, әр түрлі процестерге байланысты жүйе әр түрлі мәндегі жылусыйымдылықпен сипатталады.Айталық, газды қыздыру процесі оның көлемі тұрақты, демек жағдайда өтеді. Осы изохоралық процестегі газдың мольдік жылусыйымдылығытұрақты көлем кезіндегі жылу сыйымдылық немесе изохоралық жылусыйымдылығы деп аталады және деп белгіленеді. Мұндағыкөрсеткіш-тің орнына (6.14-өрнек) жазыл-ды, процесті белгілейді. Сонымен (6.14) өрнек бойынша тұрақты көлем кезіндегі жылусыйымдылық былай анықталады.Олай болса, термодинамиканың бірінші заңытұрақты көлем кезіндегі процесс үшін мына түрде жазылады:. Бұл процестің жұмысы,

себебі көлемнің өзгерісі (6.6-су-рет). Онда барлық газға берілген жылу мөлшері оның ішкі энергиясының өзгеруі-не жұмсалады. Сондықтан, тұрақты көлем кезіндегіжылусыйымдылық мынаған тең болады:

(6.17)Осыдан ішкі энергия былай анық-талады:. (6.18)Осы (6.18)-ші формуланы ескеріп, термодинамиканың бірінші заңын ((6.4)-ші өрнек) мына түрде жазамыз:. (6.19)

Сонымен денеге берілген жылу мөлшері оның температура-сын-ға (ішкі энергияны өзгерту) және көлемін-ға өзгертуге (сыртқы механикалық жұмыс істеу) жұмсалады.

40. Изобарлық процестегі жылусыйымдылық.

Майер теңдеуі. Универсал газ тұрақтысының физикалық мәні Изобарлық процесс қысым тұрақты болғанда өтеді. Изобарлық процестің мольдік жылу сыйымдылығыдеп белгіле-неді және (6.14)-ші формула бойынша мынаған тең болады:. (6.22)Тұрақты қысым кезінде газға берілгенжылу мөлшері, оның ішкі энергиясын өзгертуге және жұмыс істелуіне жұмсалады:.Сондықтан,жылусыйымдылығы (6.22) өрнегіне сәйкес мына-ған тең:

. (6.23)Бір моль идеал газдың күйінің теңдеуі ,онда изобарлық процесстекөлем жәнетемпература өзгереді, демек, себебі,

осыдан (6.23)-ші теңдеудің оң жағындағы екінші мүше былай анықта-лады: . (6.24)Осы формуланың көмегіменжылу сыйымдылығы ((6.23) теңдеу) үшін немесе (6.25)қатысын аламыз.Осы (6.25)-ші өрнектен тұрақты қысым кезіндегі жылусыйым-дылық тұрақты көлем кезіндегі жылусыйымдылықтануниверсал газ тұрақтысына тең шамаға жоғары екенін көреміз. Олай болса, бір моль газ бір кельвинге (1К) тұрақты қысымда қызғанда, оның жылу-сыйымдылығы тұрақты көлемдегі жылусыйымдылықтан -ға тең істеген жұмысының шамасына үлкен болады.Осыдан, бір моль идеал газ изобарлық ұлғайып, бір кельвинге қызғанда, істеген жұмысының сандық мәні универсал газ тұрақты-сына тең болады.(6.20)-шы өрнекті ескеріп, (6.25)-ші формуланы былай жазамыз:

.(6.26)Универсал газ тұрақтысының мәні Дж/моль, ондақатысы (-әрпімен белгіленеді) біратомды идеал газ үшін тұрақты шама, мынаған тең болады: (6.27)Изобарлық процесте сыртқы күштердің әсерінен немесе газ тарапынан сыртқы денелерге әсер ететін күштердің жұмысы (6.8) теңдеу бойынша анықталады:

. (6.28)Егер , онда;,. 6.7-суреттегі– диаграммада