Понятие о теплоемкости

Теплоемкость — это количество теплоты, необходимое для нагрева тела на один градус. Теплоемкость — экстенсивное свойство тела. В самом деле, теплоемкость тела тем больше, чем больше его масса: теплоемкость 10 кг воды в 10 раз больше теплоемкости 1 кг воды.

Теплоемкость единицы массы вещества называют удельной теплоемкостью. Удельная теплоемкость — интенсивное свойство, поскольку не зависит от массы тела. На практике обычно используется удельная теплоемкость, поэтому обычно, когда говорят о теплоемкости, имеют в виду именно ее. Теплоемкость единицы количества вещества называют молярной теплоемкостью.

Зависимость теплоемкости от характера процесса.

В зависимости от характера процесса количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить температуру на один градус, будет различным.

Пусть имеются два одинаковых цилиндра, в которых под поршнем находится одно и то же количество газа одного сорта. Поршень в первом цилиндре жестко закреплен (V = const), поршень второго цилиндра может двигаться свободно (/) = const). Тогда, как следует из первого закона термодинамики, все тепло, подводимое к первому цилиндру, будет превращаться во внутреннюю энергию dq = dU, тогда как часть тепловой энергии, подводимой ко второму цилиндру, будет затрачиваться на совершение работы расширения dq = dU + pdV. Очевидно, что при подводе одного и того же количества тепловой энергии первый цилиндр с постоянным объемом будет нагреваться быстрее, чем второй. Поэтому теплоемкость обычно записывается с индексом, который обозначает характер процесса.

В общем случае

где х — обозначение параметра, который остается неизменным в процессе нагрева; t — температура.

Наиболее часто используются изобарные и изохорные теплоемкости С_р и С_г, Значения этих теплоемкостей определяются в процессах нагрева рабочего тела при постоянном давлении или объеме системы.