Определяне на съотношението на специфичните топлинни мощности на въздуха

Устройства и аксесоари: стъклена бутилка, помпа, хронометър,

Кратка теория

Законите на идеалните газове

При изследването на процесите в газовете се въвежда понятието идеален газ. Газът се счита за идеален, ако са изпълнени следните условия:

1. Размерите на газовите молекули са незначителни.

2. Няма сили на взаимодействие между молекулите,

3. Сблъсъците на молекули са еластични.

Състоянието на идеалния газ се характеризира с три термодинамични параметъра: налягане R, сила на звука V, температура т.

Извиква се преходът на газ от едно състояние в друго, придружен от промяна в неговите параметри процес.

Ако един от параметрите остане постоянен, тогава процесът се нарича изопроцес. Нека разгледаме някои изопроцеси.

Изотермичен процес

Изотермичният процес е процес, който протича при постоянна температура, т= const. Другите два параметъра се променят. Изотермичният процес е описан от уравнението:

PV = const - закон на Бойл-Марио, (1)

който гласи: дЗа дадена маса газ при постоянна температура произведението на налягането на газа и неговия обем е постоянна стойност.

Изохорен процес

Изохорният процес протича при постоянен обем. Зависимостта на налягането от температурата се описва от уравнението:

- Законът на Чарлз, (2)

който гласи: за дадена маса газ при постоянен обем налягането на газа нараства линейно с повишаване на температурата.

Изобарен процес

Изобарен процес. Това е процес, който протича при постоянен натиск., R= const.

Зависимостта на обема от температурата е описана от закона:

- Законът на Гей-Лусак, (3)

който гласи: за дадена маса газ при постоянно налягане, обемът на газа се увеличава линейно с увеличаване на температурата.

Адиабатен процес

Адиабатичният процес е процес, който протича без топлообмен с околната среда (dQ = 0). Описано е от уравнението на Поасон:

където g е константата на адиабатния процес. Константата на адиабатния процес е:

. (пет)

При адиабатичен процес всички параметри на газа се променят: налягане, обем и температура.

Топлинен капацитет на газ

Количество топлина dQ,съобщава на тялото при нагряване е

,

Където с - специфична топлина на дадено вещество, равно на количеството топлина, придавано на единица маса на веществото, за да се нагрее с една степен.

В допълнение към специфичния топлинен капацитет се въвежда понятието моларен топлинен капацитет. Моларен топлинен капацитет С - равно на количеството топлина, предадено на един мол вещество, за да се нагрее с една степен.

Моларният и специфичният топлинен капацитет са свързани със съотношението:

Където С-моларен топлинен капацитет, m-моларна маса.

Газът може да се нагрява при постоянно налягане и при постоянен обем; следователно за газа се въвеждат два топлинни капацитета: изобарен и изохорен. Моларният изобарен и моларният изохорен топлинен капацитет на газа са свързани със съответните съотношения:

---