Лабораторный практикум по курсу общей теплотехники, страница 15

где   R  –  универсальная газовая постоянная,  равная  8314  Дж / (кмольград);   

           n   –  число степеней свободы  движения  (поступательного и

                    вращательного)  молекул газа.

В зависимости от характера процесса в расчётах используют теплоемкости:

     при постоянном давлении (изобарная) –  с;

     при постоянном объеме (изохорная)    –  с.

Изобарная и изохорная теплоемкости идеального газа связаны между собой уравнением Майера:

     мольные  –   

                                                                                                                     (3.7)

     массовые  –  

                                                                                                                     (3.8)

Поэтому, для одноатомных газов (n = 3):

                   ;

                    .

Для двухатомных газов и воздуха ( n = 5)  при  t  до  500С:

                   ;

                    .

Численные значения средних теплоемкостей различных газов в интервале температур от 0 до +1000С и выше приводятся в справочной литературе. Их использование позволяет рассчитывать количество тепла в процессе с учетом зависимости теплоемкости от температуры.

Например, для изобарного процесса:

                      (3.9)

где  М  –  масса газа,  кг;

       V   – объём газа в кубических метрах при нормальных физических условиях.

       (c),(c) –  соответственно массовая и объемная средние изобарные

                                   теплоемкости (в интервале температур от  tдо t),

                                   определяемые по формулам:

                        (3.10)

                                                                  (3.11)

Здесь ;   –  средние массовые изобарные теплоемкости;

           ; –  средние объёмные изобарные теплоемкости.

Численные значения указанных теплоемкостей в интервале температур от нуля до  t, t определяют по справочной литературе.

          Теплоёмкость веществ определяется опытным путём.

Для вычисления изобарной теплоёмкости воздуха по формуле  (3.3)  на установке (в данной работе), называемой проточным калорифером,  определяются расход воздуха, количество тепла, используемого для его нагрева, и изменение температуры.