工艺工程师的关键方程式热力学

比热比/绝热指数

热容可以定义为将系统的温度提高一个单位所需要的热量。

比热是材料的一种属性。对于给定的材料,比热定义为每单位质量的材料,使温度提高一个单位所需要的热量量。

定容比热(CV,米是物质每单位质量,每单位温度上升,内能的变化。这与当系统体积不变时,系统单位温升所吸收的热量有关。

恒压比热(CP、m是物质每单位质量,每单位温度上升,内能的变化。这个热容与系统在单位温度上升时吸收的热量有关,当系统压力保持恒定时。

克分子热容CP和CV可以用同样的方式定义,即每摩尔物质在恒压和恒温条件下将温度提高一个单位所需要的热量。对于理想气体,摩尔热容之间的关系可由下列方程给出:

CP- CV= R (通用气体常数)…对于理想气体

任何流体的摩尔热容之间的一般关系由下列方程给出。

式中,α =热膨胀系数

β =等温压缩系数

C的比值PCV(CP/ CV,因为一种气体被称为比热比或绝热指数通常用希腊字母表示().对于理想的单原子气体(如氦、氩等),绝热指数为5/3或1.67。

对于单原子气体,CV= 3R/2和CP= 5R/2(其中R是通用气体常数)。

对于自然环境中出现频率较高的双原子气体,可以认为在标准条件下表现出理想的行为,CV= 5R/2和CP= 7R/2(其中R是通用气体常数)。

因此,对于接近标准条件下自然发生的双原子气体,绝热指数可以近似地认为在7/5或1.4左右。

比热比或绝热指数与自由度()为气体分子,

单原子气体分子只有3个平动自由度,而双原子气体在接近标准条件下有3个平动自由度和2个转动自由度。随着气体温度的升高,气体分子在旋转和振动维度上的自由度增加,同一分子的比热比降低。

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