Т.к. единицами количества вещества для газов являются: килограмм, кубический метр, киломоль, то различают три вида удельных теплоёмкостей: массовую теплоёмкость, объёмную и молярную.
Массовой удельной теплоёмкостью с[Дж/кг∙К] называется количество тепла, необходимого для нагрева 1кг вещества на 1градус в данном процессе
(4.1).
Объёмной удельной теплоёмкостью с’[Дж/м³∙К] называется количество тепла, необходимого для нагрева 1м³ на 1градус в данном процессе
с’=сρн, где (4.2)
ρн – плотность вещества при стандартных условиях.
Молярной удельной теплоёмкостью с[Дж/кмоль∙К] называется количество тепла, необходимого для нагрева 1киломоля вещества на 1градус в данном процессе
с=μс (4.3)
Наиболее часто в расчётах пользуются массовой удельной теплоёмкостью, которую в дальнейшем будем называть просто теплоёмкостью.
В уравнении (4.1) величина подведённого тепла(q) зависит не только от интервала температур(t₂–t₁), но и от вида процесса подвода (отвода) тепла, поэтому величина q снабжается индексом z, характеризующим вид процесса. Индекс обозначает тот параметр, который сохраняет постоянное своё значение в данном процессе. Наиболее часто на практике используют изобарную – и изохорную – теплоёмкости.
1.4.2. Истинная и средняя теплоёмкость.
Теплоёмкость вещества – величина переменная, зависящая от температуры. У газов теплоёмкость зависит от температуры, давления и атомности газа. Идеальные и одноатомные газы меняют теплоёмкость только при изменении температуры.
Теплоёмкость меняет свои значения в ряде случаев весьма значительно. Поэтому в уравнении (4.1) теплоёмкость, определённая в интервале температур (t₂–t₁) называют средней теплоёмкостью и обозначают .
Теплоёмкость, определённая для заданной температуры t, называется истинной теплоёмкостью и обозначается и
Истинные и средние теплоёмкости можно определять двумя путями:
– графически по с–t диаграмме;
– по таблицам теплоёмкостей.
Зависимость теплоёмкости от температуры выражается нелинейным уравнением c=a+bt+еt², где а, b, е – постоянные величины, зависящие от природы газа. Графиком этого уравнения является парабола в системе
с–t. Если площадь четырёхугольника 1-2-t₂-t₁ заменить площадью равновеликого прямоугольника 3-4-t₂-t₁, то ордината 3-t1 в масштабе определяет среднюю теплоёмкость в интервале температур (t₂-t₁).
На практике параболический закон изменения теплоёмкости заменяют линейным. При этом средняя теплоёмкость определяется по среднеарифметической температуре процесса
Найденная Сm будет средней для процесса в интервале температур (t₂–t₁) и истинной для температуры tm. При пользовании таблицами, как правило, в интервале температур предусматривается только линейная зависимость.