2.17. Теплоемкость

Теплоемкость C — количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества на один градус. Единица теплоемкости в СИ — джоуль на кельвин (Дж/К).

В расчетах различают среднюю и истинную теплоемкость.

2-8.jpg

Средняя теплоемкость — величина, определенная в конечном интервале температур, а истинная теплоемкость — величина, определенная в данной точке (при данных р и Т или V и T).

 

Удельная теплоемкость с — количество теплоты, отнесенное к единице вещества для изменения температуры на один градус. Различают удельную теплоемкость, определенную при постоянном давлении ср и при постоянном объеме cv (сp > cv, так как в первом случае теплота расходуется не только на увеличение температуры газа, но и на его расширение). В зависимости от понятия «единица вещества», различают теплоемкость массовую см [кДж/ (кг•°С)], объемную сv [кДж/(м3•°С)] и мольную сm [кДж/(кмоль•°С)].

Соотношения между ними выражаются зависимостями:

Cм = Cм /М (2.57)
Сv = Cm /V = см /22,4 (2.58)
Cм = смМ = cvV (2.59)
 
В расчетах часто используется показатель адиабаты — отношение cp /cv (рис. 2.7).
 
Массовая и объемная теплоемкости газов с повышением температуры возрастают, а с увеличением молекулярной массы уменьшаются, так же уменьшается и показатель адиабаты.
 
Изменение темплоемкости углеводородных газов в зависимости от изменения относительной плотности от 0,55 до 2,0 (при атмосферном давлении) и температуры показано на рис. 2.8.
 
Для реальных газов и паров:
ср = ср0 + Δср (2.60)
где ср0 — теплоемкость газа или пара, приведенного к идеальному состоянию (давление в пределе равно нулю); Δср — корректирующий член, учитывающий изменение теплоемкости реальных газов от приведенных давления и температуры.
Его значение можно определить по формуле:
 
Δср = 81•1,986 Т3kр /(32МркрТ3) (2.61)
где 1,986 — универсальная газовая постоянная.
 
Удельная теплоемкость сжиженных газов вблизи линии насыщения приведена в табл. 2.18, а удельная теплоемкость жидких углеводородов —  табл. 2.19.

 

2-9.jpg

 

t2-18.jpg