4.1.2. Теплоемкости газов

Понятие теплоемкости рассмотрено в разделе 3.2. “Теплота”. Применим это понятие для газов, систематизируя разновидности теплоемкостей.

Удельные теплоемкости:

Удельная массовая теплоемкость - это количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кг газа на один градус. Она обозначается буквой с, имеет размерность Дж/(кг·град) и определяется как

(4.17)

Удельная мольная теплоемкость - это количество теплоты, необходимое для нагрева одного моля (киломоля) газа на один градус. Ее обозначение с_μ, размерность Дж/(кмоль·град), расчетное выражение соответствует произведению молярной массы газа на его удельную массовую теплоемкость, т.к. в одном киломоле μ килограммов газа

(4.18)

Удельная объемная теплоемкость газа - это количество теплоты необходимое для нагрева одного кубического метра газа на один градус. Ее обозначение с', размерность Дж/(м³·град), расчетное выражение соответствует следующим соотношениям

(4.19)

Плотность газа и объем киломоля газа зависят от температуры и давления, поэтому при различных параметрах объемная теплоемкость оного и того же газа различна даже в случае постоянной ее удельной массовой теплоемкости. Для практического пользования такой теплоемкостью необходимо к каждому ее значению указывать соответствующие ему значения температуры и давления газа, что очень неудобно. В справочной литературе принято давать объемную теплоемкость газа, отнесенную к одному кубическому метру газа, взятому при нормальных физических условиях – 0 ⁰С и 760 мм рт.ст. (нм³). При нормальных условиях один киломоль любого идеального газа занимает объем 22,4 м³. При этих условиях удельную объемную теплоемкость идеального газа удобно определять как

(4.20)

Поскольку теплота является функцией процесса, то и теплоемкость есть функция процесса. На практике наибольшее применение нашли теплоемкости изобарного - c_p при Р=const и изохорного - c_v при v=const процессов.