1.Цель работы

Экспериментальное определение изобарной теплоемкости воздуха при помощи

проточного калорифера.

2.1 Теплоемкость воздуха

Теплоёмкостью тела называется отношение теплоты δQ, участвующего в определенном термодинамическом процессе, к изменению температуры тела dТ:

С = δQ/dТ . (1)

Если теплоемкость отнесена к какой-либо количественной единице тела, то ее называют удельной. Различают три вида удельной теплоемкости: 1) удельную массовую теплоемкость С, отнесенную к 1 кг газа и измеряемую в Дж/(кг∙К);

2) удельную объемную теплоемкость С′, отнесенную к количеству газа, содержащегося в

1 м³объема при нормальных физических условиях, и измеряемую в Дж/(м³∙К);

3) удельную мольную теплоемкость μС, отнесенную к одному киломолю (киломоль - количество вещества в килограммах, численно равное его молекулярной массе) и измеряемую в Дж/(кмоль∙К).

Зависимость между удельными теплоемкостями устанавливается следующими соотношениями:

С = μС/μ;

С′ = μС/ μυ = Сρ_н, (2)

где р_н - плотность газа при нормальных физических условиях, кг/м³;

μυ = 22,4 м³/ кмоль - объем одного киломоля газа при нормальных физических условиях.

Теплоемкость зависит от характера процесса. В термодинамических расчетах большое значение имеют: теплоемкость при постоянном давлении

С_р = δQ_р /dТ , (3)

равная отношению удельного количества теплоты δQ_р , сообщенной телу в процессе при постоянном давлении, к изменению температуры тела dТ;

теплоемкость при постоянном объеме

С_V = δQ_V /dТ , (4)

равная отношению удельного количества теплоты δQ_V, подведенной к телу в процессе при постоянном объеме, к изменению температуры тела dТ.

При этом:

С_р-С_V = R; μС_р - μС_V = μR, (5)

где R (Дж/ (кг∙К) и μR (Дж/ (кмоль∙К) - газовая и универсальная газовая постоянная, соответственно.

Соотношения (5) называются уравнением Майера. Газовая постоянная R численно равна работе расширения одного килограмма газа при нагревании его при постоянном давлении на один кельвин.

Универсальная газовая постоянная μR численно равна работе расширения одного киломоля газа при нагревании его при постоянном давлении на один кельвин.

В зависимости от температурного интервала различают истинную и среднюю теплоемкость.

Средней теплоемкостью С данного процесса в интервале температур от t₁ до t₂ называется отношение количества теплоты, сообщаемой газу, к разности конечной и начальной температур (t₂ – t₁):

С = q(t₂ – t₁). (6)

Если температурный интервал является величиной бесконечно малой, то соответствующая теплоемкость называется истинной:

С = δQ /dТ. (7)