Теоретичні відомості. Теплоємністю називається фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, яку треба надати тілу, щоб підвищити його температуру на один градус

Теплоємністю називається фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, яку треба надати тілу, щоб підвищити його температуру на один градус.

Під час обчислення кількості теплоти та для характеристики різних речовин звичайно користуються питомою або молярною теплоємністю.

Питома теплоємність с чисельно дорівнює кількості теплоти, яка потрібна для підвищення температури одного кілограма речовини на один градус.

Молярна теплоємність С дорівнює кількості теплоти, яка потрібна для підвищення температури одного кіломоля речовини на один градус.

Молярна і питома теплоємності перебувають у такому співвідношенні:

(1)

де m – маса кіломоля даної речовини.

В одиницях СІ питома теплоємність вимірюється в Дж/(кг×К), молярна теплоємність – у Дж/(кмоль×К).

Теплоємність тіла залежить від умов, у яких нагрівається тіло. Для газів насамперед слід розрізняти теплоємність за сталого об'єму й теплоємність за сталого тиску.

Якщо газ нагрівається за сталого об'єму, то вся теплота D Q, що надається газу, витрачається на збільшення його внутрішньої енергії D U:

(D Q) _V = D U. (2)

У випадку нагрівання газу за сталого тиску теплота, що надається газові, частково йде на збільшення внутрішньої енергії, а частково – на виконання роботи проти зовнішніх сил під час розширення газу. Тому теплоємність газу за сталого тиску більша від теплоємності газу за сталого об'єму на величину зовнішньої роботи, яку газ виконує, розширюючись під час нагрівання на один градус:

c_P = c_V + A. (3)

Крім значень теплоємностей газу c_P і c_V, важливу роль у описі газових процесів відіграє їх відношення

g = c_P / c_V.

Метод Клемана‑Дезорма для визначення c_P / c_V ґрунтується на адіабатичному розширенні газу (в нашому випадку – повітря).

Адіабатичним називається процес, що відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем, тобто під час адіабатичного процесу D Q = 0.