Читать реферат по физике: "Теплоёмкость" Страница 1

назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Реферат

по дисциплине Теплофизика

на тему: «Теплоёмкость»Москва 2014

ВВЕДЕНИЕ Теплоёмкость (Т), количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус; точнее - отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению.

Удельная теплоёмкость вещества - теплоёмкость единицы массы данного вещества (г, кг). Единицы измерения - Дж/(кг К).

Молярная теплоёмкость вещества - теплоёмкость 1 моля данного вещества. Единицы измерения - Дж/(моль К).

Количество теплоты, поглощённой телом при изменении его состояния, зависит не только от начального и конечного состояний (в частности, от их температуры), но и от способа, которым был осуществлен процесс перехода между ними. Соответственно от способа нагревания тела зависит и его теплоемкость.

Обычно различают теплоемкость при постоянном объёме (Cv) и теплоемкость при постоянном давлении (Ср), если в процессе нагревания поддерживаются постоянными соответственно его объём или давление.

При нагревании при постоянном давлении часть теплоты идёт на производство работы расширения тела, а часть - на увеличение его внутренней энергии , тогда как при нагревании при постоянном объёме вся теплота расходуется только на увеличение внутренней энергии; в связи с этим cp всегда больше, чем cv. Для газов (разреженных настолько, что их можно считать идеальными) разность мольных теплоемкостей равна

- cv = R,

где R - универсальная газовая постоянная , равная 8,314дж/(моль×К), или 1,986 кал/(моль×град). У жидкостей и твёрдых тел разница между Ср и Cv сравнительно мала.

1. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГАЗОВТеоретическое вычисление теплоемкости, в частности её зависимости от температуры тела, не может быть осуществлено с помощью чисто термодинамических методов и требует применения методов статистической физики . Для газов вычисление теплоемкости сводится к вычислению средней энергии теплового движения отдельных молекул. Это движение складывается из поступательного и вращательного движений молекулы как целого и из колебаний атомов внутри молекулы. Согласно классической статистике (то есть статистической физике, основанной на классической механике), на каждую степень свободы поступательного и вращательного движений приходится в мольной теплоемкости (Cv) газа величина, равная. R /2; а на каждую колебательную степень свободы - R, это правило называется равнораспределения законом . Частица одноатомного газа обладает всего тремя поступательными степенями свободы, соответственно чему его теплоемкость должна составлятьR [то есть около 12,5 дж/Кмоль× К), или 3 кал/(моль×град)], что хорошо согласуется с опытом. Молекула двухатомного газа обладает тремя поступательными, двумя вращательными и одной колебательной степенями свободы, и закон равнораспределения приводит к значению Cv =R; между тем опыт показывает, что теплоемкость двухатомного газа (при обычных температурах) составляет всегоR. Это расхождение теории с экспериментом связано с тем, что при вычислении теплоемкости необходимо учитывать квантовые эффекты, то есть пользоваться статистикой, основанной на квантовой механике . Согласно квантовой механике, всякая система частиц, совершающих колебания или вращения (в том числе молекула газа), может