10.1 Жалпы мәлімет

Жылу сыйымдылығы дегеніміз – бұл заттың температурасы бір градусқа өзгергенде алатын немесе беретін жылу мөлшері.

(10.1)

Меншікті жылу сыйымдылығы дегеніміз – бұл 1 кг немесе 1 м немесе 1 моль заттың температурасы бір градусқа өзгергенде алатын немесе беретін жылу мөлшері. Осыған қарай заттың массалық [Дж⁄(кг•К)], көлемдік [Дж/(м3•К)] және мольдық [Дж/(моль•К)] жылу сыйымдылығының түрлері болады.

Газдардың жылу сыйымдылығы оның температурасына тәуелді, осы белгіге қарай шындық (ақиқат) және орташа жылу сыйымдылық түрлері болады. Шындық (ақиқат) жылу сыйымдылығының бір мағынасына тек бір ғана температураның мағынасы сәйкес келеді. Орташа жылу сыйымдылығы температураның интервалына сәйкес болады.

Егерде заттың температурасын 990С-дан 1000С-ға арттыру үшін 200 кДж керек болса бұл мөлшер шындық жылу сыйымдылығы болады. Орташа жылу сыйымдылығын техникалық есептерде жиі қолданады.

Мысалы: барлық есептерде судың жылу сыйымдылығын температураның 273…373 К (0…1000С) аралығында 4,19 кДж/(кг•К) деп алынады.

Екі температура аралығындағы Т1 мен Т2 орташа жылу сыйымдылығын төмендегідей бейнелеуге болады

(10.2)

Меншікті жылу сыйымдылығы газдың күйі мен температурасын өзгертетін процесіне тәуелді. Сондықтан изобаралық және изохоралық жылу сыйымдылығының түрлері болады.

Изохоралық процесс пен изобаралық процессті салыстырсақ изобаралық процессте жылу тек ішкі энергиясын өзгерту үшін емес сонымен бірге сыртқы жұмыс істеуге жұмсалады. Осы айырмашылықты көрсететін формула Майер теңдеуі деп аталады.

СР – СV = R; [Дж/(кг∙К)] (10.3)

мұнда R – газ тұрақтысы, ол 1 кг газдың изобаралық процессте температурасы бір градусқа артқандағы жұмысқа тең, өлшем бірлігі [Дж/(кг•К)].

Газ процестерін есептегенде адиабаталық көрсеткіші жиі қолданылады. Бұл изобаралық жылу сыйымдылығымен изохоралық жылу сыйымдылығының қатынасына тең:

k = CP / CV (10.4)

Осыдан Майер теңдеуінен :

С_V= ; (10.5)

C_P = (10.6)

Газдардың жылу сыйымдылығы газдың температурасына, қысымына, бір молекуладағы атом санына және басқа физикалық қасиеттеріне тәуелді болады. Ол газдардың энтальпиясымен ішкі энергиясын сипаттайды.

dh = CP∙dT (10.7)

du = CV∙dT (10.8)

1.2 Тәжірибелік қондырғының сипаттамасы

Тәжірибелікқондырғының сұлбасы (1 сурет) көрсетілген. Желдеткіш 1 ауаны металлдан жасалған құбырға 2 айдайды. Сол құбырдың ішінде электр қыздырғыш 7 орнатылған. Қыздырғыштың қуаты амперметр 6 мен вольтметр 5 көрсетуіне қарап тұрып реостатпен 4 өзгертіледі.

Термометрлер 3 және 8 ауаның температурсын қыздырғышқа дейін және қыздырғыштан кейін көрсетеді.

Ауаның шығынын өлшеу үшін дросельдік шайбадан 9 және ауаның динамикалық қысымын өлшейтін тягонапоромер деп аталатын қондырғыны пайдаланады.

10.1- Сурет. Тәжірибелік қондырғының сұлбасы:

1-желдеткіш; 2- бағыттауыш металл құбыры; 3- термометр; 4- реостат;

5-вольтметр; 6- амперметр; 7- электрқыздырғыш; 8- термометр;

9- дроссельды шайба; 10- тягонапоромер.

1.3 Тәжірибенің орындалу тәртібі

Қыздырғыш тізбегіндегі токты реостатпен ең азына қойып, желдеткішті, содан соң қыздырғышты қосады. Стационарлық жылу режимге келгеннен соң, яғни термометрдің көрсетуі тұрақтанғанша дейін, аспаптардың көрсеткенін 1.1 кестеге кірістіреді.

10.1 кесте - Тәжірибелік мәліметтер

№ п/п	U; B.	I; A.	Hт .	T1; K.	T2; K.
1
2
3

Түсініктеме: мұнда Hт - тягонапоромердің көрсетуі.

Аспаптардың көрсеткіштерін бір уақыт аралығында бірнеше рет бақылайды. Реостатпен қыздырғыштың қуатын үш рет өзгерткен қалпында үш тәжірибені өткізеді. Бұл үш қалып қыздырғыштың тізбегіндегі токтың ең аз, орташа және максималды көрсеткішіне сәйкес келу керек.