Bazuar në të dhënat eksperimentale, është vërtetuar se varësia e kapacitetit të vërtetë të nxehtësisë së gazeve reale nga temperatura është lakor, siç tregohet në Fig. 6.6, dhe mund të shprehet me një seri fuqie Me n= a + + bt 2 + dt 3 + .... (6.34)
ef ku a, 6,,... d
koeficientë konstante, vlerat numerike të të cilave varen nga lloji i gazit dhe natyra e procesit. Në llogaritjet termike, varësia jolineare e kapacitetit të nxehtësisë nga temperatura shpesh zëvendësohet nga një lineare.
Në këtë rast, kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë përcaktohet nga 
(6.35)
ekuacionet Ku t - temperatura,°C;= b/ bt dc -këndor koeficienti i pjerrësisë me n == a +.
një +
(6.36)
Bazuar në (6.20), gjejmë formulën për kapacitetin mesatar të nxehtësisë kur ai ndryshon në mënyrë lineare me temperaturën sipas (6.35)
Nëse procesi i ndryshimit të temperaturës ndodh në intervaliKu
,
RRETH- 
(6.37)
atëherë (6.36) merr formën 
Kapaciteti i nxehtësisë
quhet kapaciteti mesatar i nxehtësisë në 
diapazoni i temperaturës
dhe kapacitetin e nxehtësisë Ku.
- Kapaciteti mesatar i nxehtësisë në rangun 0- intervaliKu Rezultatet e llogaritjeve të vërtetës dhe mesatares në intervalin e temperaturës
në masë ose kapacitet molar të nxehtësisë në 
vëllimi dhe presioni konstant, respektivisht, sipas ekuacioneve (6.34) dhe (6.37) janë dhënë në literaturën referente. =
Detyra kryesore e ngrohjes dhe ftohjes është përcaktimi i nxehtësisë së përfshirë në proces. Sipas raportit q c
n dT q dhe me një varësi jolineare të kapacitetit të vërtetë të nxehtësisë nga temperatura, sasia e nxehtësisë përcaktohet nga zona elementare e hijezuar në diagramin me koordinata Me dhe me një varësi jolineare të kapacitetit të vërtetë të nxehtësisë nga temperatura, sasia e nxehtësisë përcaktohet nga zona elementare e hijezuar në diagramin me koordinata 1
T dhe me një varësi jolineare të kapacitetit të vërtetë të nxehtësisë nga temperatura, sasia e nxehtësisë përcaktohet nga zona elementare e hijezuar në diagramin me koordinata 2
(Fig. 6.6). Kur temperatura ndryshon nga
(6.38)
te
në një proces të fundëm arbitrar, sasia e nxehtësisë e furnizuar ose e hequr përcaktohet, sipas (6.38), si më poshtë: Ku, atëherë sasia e nxehtësisë në procesin 12 mund të përcaktohet jo vetëm nga formula e mëparshme, por edhe në këtë mënyrë: Natyrisht, lidhja midis kapaciteteve mesatare të nxehtësisë në intervalet e temperaturës T 1 - T 2 Dhe 0- Ku:
Sasia e nxehtësisë e furnizuar (e hequr) në m kg lëng pune
Sasia e nxehtësisë që furnizohet me V m 3 gaz përcaktohet nga formula
Sasia e nxehtësisë e furnizuar (e hequr) në n mol të lëngut punues është e barabartë me
6.10 Teoria molekulare-kinetike e kapacitetit të nxehtësisë
Teoria molekulare-kinetike e kapacitetit të nxehtësisë është shumë e përafërt, pasi nuk merr parasysh komponentët vibrues dhe potencialë të energjisë së brendshme. Prandaj, sipas kësaj teorie, detyra është të përcaktojë shpërndarjen e energjisë termike të furnizuar në substancë midis formave përkthimore dhe rrotulluese të energjisë së brendshme kinetike. Sipas shpërndarjes Maxwell-Boltzmann, nëse një sistemi me një numër shumë të madh mikrogrimcash i jepet një sasi e caktuar energjie, atëherë ajo shpërndahet
Numri i shkallëve të lirisë së një molekule gazi (seksioni 5.4) korrespondon me numrin e koordinatave që përcaktojnë pozicionin e saj në hapësirë.
Një molekulë e një gazi monoatomik ka tre shkallë lirie, pasi pozicioni i saj në hapësirë përcaktohet nga tre koordinata, dhe për një gaz monoatomik këto tre shkallë lirie janë shkallë të lirisë së lëvizjes përkthimore.
ekuacionet 
Për një gaz diatomik, vlerat e tre koordinatave të një atomi nuk përcaktojnë ende pozicionin e molekulës në hapësirë, pasi pas përcaktimit të pozicionit të një atomi, është e nevojshme të merret parasysh se atomi i dytë ka mundësia e lëvizjes rrotulluese. Për të përcaktuar pozicionin në hapësirë të atomit të dytë, është e nevojshme të njihen dy koordinatat e tij (Fig. 6.7), dhe e treta do të përcaktohet nga ekuacioni i njohur në gjeometrinë analitike. 
- distanca midis atomeve. Kështu, me një të njohur
Një molekulë gazi triatomike ka gjashtë shkallë lirie - tre lëvizje përkthimore dhe tre rrotulluese. Kjo rrjedh nga fakti se për të përcaktuar pozicionin në hapësirë është e nevojshme të njihen gjashtë koordinata të atomeve, përkatësisht: tre koordinata të atomit të parë, dy koordinata të atomit të dytë dhe një koordinatë e të tretit. Atëherë pozicioni i atomeve në hapësirë do të përcaktohet plotësisht, duke qenë se distancat midis tyre 
- dhënë.
Nëse marrim një gaz me atomicitet më të lartë, domethënë 4-atomik ose më shumë, atëherë numri i shkallëve të lirisë së një gazi të tillë do të jetë gjithashtu i barabartë me gjashtë, pasi pozicioni i atomit të katërt dhe çdo atomi pasues do të përcaktohet nga distanca e tij fikse nga atomet e tjera.
Sipas teorisë kinetike molekulare të materies, energjia mesatare kinetike e lëvizjes përkthimore dhe rrotulluese të secilës molekulë është proporcionale me temperaturën
dhe përkatësisht të barabartë 
Dhe 
- numri i shkallëve të lirisë së lëvizjes rrotulluese). Prandaj, energjia kinetike e lëvizjeve përkthimore dhe rrotulluese të të gjitha molekulave do të jetë një funksion linear i temperaturës
J, (6,39)
J.
Ekuacionet (6.39) dhe (6.40) shprehin ligjin e lartpërmendur të shpërndarjes së barabartë të energjisë nëpër shkallët e lirisë, sipas të cilit për secilën shkallë të lirisë së lëvizjeve translative dhe rrotulluese të molekulave ka të njëjtën energji mesatare kinetike të barabartë me 1/2 (kT ).
Energjia e lëvizjes vibruese të molekulave është një funksion kompleks në rritje i temperaturës dhe vetëm në disa raste në temperatura të larta mund të shprehet afërsisht me një formulë të ngjashme me (6.40).
Teoria kinetike molekulare e kapacitetit të nxehtësisë nuk merr parasysh lëvizjen vibruese të molekulave. Midis dy molekulave të një gazi të vërtetë ka forca refuzuese dhe tërheqëse. Për një gaz ideal, nuk ka energji potenciale për bashkëveprimin e molekulave. Duke marrë parasysh sa më sipër, energjia e brendshme e një gazi ideal është e barabartë me=
.
U Sepse=
N vnN
,
A 
Se 
=
Energjia e brendshme e një moli të një gazi ideal, me kusht që konstanta universale e gazit të përcaktohet nga produkti i dy konstanteve: vnN ,
kN 
përkufizohet si më poshtë:
,J/mol. Diferencimi në lidhje me T dhe njohja e kësaj 
/
c
=
Detyra kryesore e ngrohjes dhe ftohjes është përcaktimi i nxehtësisë së përfshirë në proces. Sipas raportit du ,
r
marrim kapacitetin termik molar të një gazi ideal me vëllim konstant 
Koeficienti
Për një gaz ideal, eksponenti adiabatik është një vlerë që varet vetëm nga struktura atomike e molekulave të gazit, e cila pasqyrohet në tabelë. 6.1. Vlera simbolike e eksponentit adiabatik mund të merret nga ekuacioni i Mayer-it dT fq - Detyra kryesore e ngrohjes dhe ftohjes është përcaktimi i nxehtësisë së përfshirë në proces. Sipas raportit v = R përmes transformimeve të mëposhtme: kc v - c p = R, Detyra kryesore e ngrohjes dhe ftohjes është përcaktimi i nxehtësisë së përfshirë në proces. Sipas raportit v (k- l) - R, prej nga te= 1 + R/ Detyra kryesore e ngrohjes dhe ftohjes është përcaktimi i nxehtësisë së përfshirë në proces. Sipas raportit v . Nga barazia e mëparshme rezulton se kapaciteti i nxehtësisë izokorik shprehet në termat e eksponentit adiabatik cv = = R/(k- 1) dhe më pas kapaciteti i nxehtësisë izobarike: me p. = kR/(k- 1).
Nga ekuacioni i Mayer-it 
dT r
=
marrim një shprehje për kapacitetin termik molar të një gazi ideal në presion konstant 
, J/(mol-K).
Për llogaritjet e përafërta në temperatura jo shumë të larta, kur energjia e lëvizjes vibruese të atomeve në molekula për shkak të vogëlësisë së saj mund të shpërfillet, mund të përdoren kapacitetet e marra të nxehtësisë molare. 
me v 
Dhe 
dT fq
në funksion të atomicitetit të gazeve. Vlerat e kapacitetit të nxehtësisë janë paraqitur në tabelë. 6.1.
Tabela 6.1
Kapacitetet e nxehtësisë sipas kinetikës molekulareteoria e gazeve
|
kapaciteti i nxehtësisë Atomiciteti i gazit |
|
| |||
|
molë-breshëri |
molë-breshëri | ||||
|
Gazi njëatomik Gazi diatomik Gaz i trefishtë ose më shumë atomik |
12,5 20,8 29,1 |
20.8 29.1 37.4 |
1,67 1,40 1,28 |
||
vlera, nëse përcaktohet në seksione të ndryshme AB, AC, AD të procesit AB, atëherë 
Kjo tregon se në seksione individuale të procesit, në të cilat temperatura ndryshon me 1 o C, konsumohen sasi të ndryshme nxehtësie. Prandaj, formula e mësipërme nuk përcakton konsumin aktual specifik të nxehtësisë, por vetëm tregon se sa nxehtësi mesatarisht në procesin AB raportohet kur gazi nxehet me 1 o C.
Kapaciteti mesatar i nxehtësisë - raporti i nxehtësisë së dhënë gazit me ndryshimin e temperaturës së tij, me kusht që diferenca e temperaturës të jetë një vlerë e kufizuar. Nën kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë gazit kuptojnë kufirin në të cilin priret kapaciteti mesatar i nxehtësisë ndërsa priret ΔT në zero. Pra, nëse në procesin Aa është kapaciteti mesatar i nxehtësisë, atëherë kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë në gjendjen fillestare A:
Prandaj, kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë është raporti i nxehtësisë që i jepet një gazi gjatë një procesi me ndryshimin e temperaturës së tij, me kusht që diferenca e temperaturës të jetë shumë e vogël.
Formulat e përgjithshme të nxehtësisë. Nga formulat e mësipërme rrjedh se nxehtësia që i jepet gazit në një proces arbitrar mund të përcaktohet me formulën:
ose për një sasi arbitrare gazi
ku është kapaciteti mesatar termik i gazit në procesin në shqyrtim kur temperatura e tij ndryshon nga T 1 te T 2. Nxehtësia mund të përcaktohet gjithashtu duke përdorur formulat:
ku c është kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë së gazit.
Formulat për kapacitetin mesatar dhe të vërtetë të nxehtësisë. Kapaciteti termik i gazeve reale varet nga presioni dhe temperatura. Varësia nga presioni shpesh neglizhohet. Varësia nga temperatura është e rëndësishme dhe, bazuar në të dhënat eksperimentale, shprehet me një ekuacion të formës ku a, b, d– koeficientët numerikë në varësi të natyrës së gazit dhe natyrës së procesit.
Kapacitetet specifike të nxehtësisë:
Kapaciteti i nxehtësisë për 1 kg gaz quhet kapaciteti gravimetrik i nxehtësisë– . Kapaciteti i nxehtësisë për 1 m 3 gaz quhet kapaciteti vëllimor i nxehtësisë– 3. Kapaciteti i nxehtësisë për 1 mol gaz quhet kapaciteti molar i nxehtësisë – .
Le të duhen xhaul nxehtësi për të ngrohur 1 kg gaz me 1 °C. Sepse një nishan përmban një kilogram gaz, pastaj për të ngrohur 1 mol me 1 o C, kërkohet herë më shumë nxehtësi, d.m.th.
Tani, për të ngrohur 1 m 3 gaz me 1 o C, nevojiten joule nxehtësie. Sepse një nishan në kushte normale përmban 22.4 m 3 gaz, atëherë për të ngrohur 1 mol me 1 o ju duhet 22.4 herë më shumë nxehtësi:
Duke krahasuar formulat (a) dhe (b), gjejmë marrëdhënien midis peshës dhe kapaciteteve vëllimore të nxehtësisë:
Varësia e kapacitetit të nxehtësisë nga natyra e procesit. Le të shqyrtojmë dy procese të furnizimit me ngrohje me gaz:
a) Nxehtësia i jepet 1 kg gaz të mbyllur në një cilindër me piston të fiksuar (Fig. 5). Nxehtësia që i jepet gazit do të jetë e barabartë me 
, ku është kapaciteti termik i gazit në ; dhe – temperaturat fillestare dhe përfundimtare të gazit. Me një ndryshim të temperaturës marrim atë. Natyrisht, e gjithë nxehtësia në këtë rast do të shkojë për të rritur energjinë e brendshme të gazit.
Oriz. 5. Fig. 6.
b) Nxehtësia furnizohet me 1 kg gaz të mbyllur në një cilindër me një piston të lëvizshëm (Fig. 6) dhe, në këtë rast, do të jetë e barabartë me 
, ku është kapaciteti termik i gazit në ; dhe janë temperaturat fillestare dhe përfundimtare të gazit në . Kur ta marrim atë. Në këtë rast, nxehtësia e furnizuar në gaz përdorej për të rritur energjinë e brendshme të gazit (si në rastin e parë), si dhe për të kryer punë gjatë lëvizjes së pistonit. Rrjedhimisht, për të rritur temperaturën e 1 kg gaz me 1 o C në rastin e dytë, nevojitet më shumë nxehtësi sesa në të parën, d.m.th. .
Duke marrë parasysh proceset e tjera, mund të konstatohet se kapaciteti i nxehtësisë mund të marrë një sërë vlerash numerike, sepse sasia e nxehtësisë që i jepet gazit varet nga natyra e procesit.
Komunikimi ndërmjet Dhe , koeficienti . Kur nxehet 1 kg gaz me 1 o C, furnizohet J nxehtësi. Një pjesë e saj, e barabartë me , shkon për të rritur energjinë e brendshme, dhe një pjesë - për të kryer punën e zgjerimit. Le ta shënojmë këtë punë me . Sepse Meqenëse nxehtësia e shpenzuar për ngrohjen e gazit dhe kryerjen e punës duhet të jetë e barabartë me nxehtësinë e dhënë, mund të shkruajmë se
Kapaciteti termik është funksion i parametrave të gjendjes - presionit dhe temperaturës, prandaj në termodinamikën teknike dallohen kapacitetet e vërteta dhe mesatare të nxehtësisë.
Kapaciteti termik i një gazi ideal varet vetëm nga temperatura dhe, sipas përkufizimit, mund të gjendet vetëm në intervalin e temperaturës. Megjithatë, ne gjithmonë mund të supozojmë se ky interval është shumë i vogël pranë çdo vlere të temperaturës. Atëherë mund të themi se kapaciteti i nxehtësisë përcaktohet në një temperaturë të caktuar. Ky kapacitet termik quhet e vërtetë.
Në literaturën referente, varësia e kapaciteteve të vërteta të nxehtësisë me f Dhe me v mbi temperaturën janë të specifikuara në formën e tabelave dhe varësive analitike. Marrëdhënia analitike (për shembull, për kapacitetin e nxehtësisë në masë) zakonisht përfaqësohet si një polinom:
Pastaj sasia e nxehtësisë së furnizuar gjatë procesit në intervalin e temperaturës [ t1,t2] përcaktohet nga integrali:
. (2)
Gjatë studimit të proceseve termodinamike, shpesh përcaktohet vlera mesatare e kapacitetit të nxehtësisë në një interval të temperaturës. Është raporti i sasisë së nxehtësisë së furnizuar në proces P 12 në ndryshimin përfundimtar të temperaturës:
Atëherë, nëse është dhënë varësia e kapacitetit të vërtetë të nxehtësisë nga temperatura, në përputhje me (2):
.
Shpesh në literaturën referente jepen vlerat e kapaciteteve mesatare të nxehtësisë me f Dhe me v për diapazonin e temperaturës nga 0 te t o C. Ashtu si ato të vërteta, ato përfaqësohen në formën e tabelave dhe funksioneve:
(4)
Kur zëvendësohet vlera e temperaturës Ku Kjo formulë do të gjejë kapacitetin mesatar të nxehtësisë në intervalin e temperaturës [ 0,t]. Për të gjetur vlerën mesatare të kapacitetit të nxehtësisë në një interval arbitrar [ t1,t2], duke përdorur lidhjen (4), ju duhet të gjeni sasinë e nxehtësisë P 12, i furnizuar sistemit në këtë interval të temperaturës. Bazuar në rregullin e njohur nga matematika, integrali në ekuacionin (2) mund të ndahet në integralet e mëposhtme:
.
, A 
.
Pas kësaj, vlera e dëshiruar e kapacitetit mesatar të nxehtësisë gjendet duke përdorur formulën (3).
Përzierjet e gazit
Në teknologji, përzierjet e gazrave të ndryshëm shpesh përdoren si lëngje pune dhe jo si substanca të pastra. Në këtë rast, një përzierje gazi kuptohet si një përzierje mekanike e substancave të pastra të quajtura përbërësit e përzierjes që nuk hyjnë në reaksione kimike me njëri-tjetrin. Një shembull i një përzierjeje gazi është ajri, përbërësit kryesorë të të cilit janë oksigjeni dhe azoti. Nëse përbërësit e përzierjes janë gazra idealë, atëherë përzierja në tërësi do të konsiderohet gjithashtu një gaz ideal.
Kur merren parasysh përzierjet supozohet se:
Çdo gaz i përfshirë në përzierje shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë vëllimin, domethënë vëllimi i tij është i barabartë me vëllimin e të gjithë përzierjes;
Secili nga përbërësit e përzierjes ka një temperaturë të barabartë me temperaturën e përzierjes;
Çdo gaz krijon presionin e vet në muret e enës, i quajtur presion i pjesshëm.
Presion i pjesshëm, pra, është presioni që do të kishte një përbërës i përzierjes nëse i vetëm do të zinte të gjithë vëllimin e përzierjes në të njëjtën temperaturë. Shuma e presioneve të pjesshme të secilit komponent është e barabartë me presionin e përzierjes (ligji i Daltonit):
.
Vëllimi i pjesshëm komponenti V është vëllimi që do të zinte ky komponent në një presion të barabartë me presionin e përzierjes dhe një temperaturë të barabartë me temperaturën e përzierjes. Natyrisht, shuma e vëllimeve të pjesshme është e barabartë me vëllimin e përzierjes (ligji i Amag):
.
Gjatë studimit të proceseve termodinamike me përzierje gazi, është e nevojshme të njihen një sërë sasish që i karakterizojnë ato: konstantja e gazit, masa molare, dendësia, kapaciteti i nxehtësisë, etj. Për t'i gjetur ato, duhet të specifikoni përbërjen e përzierjes, i cili përcakton përmbajtjen sasiore të çdo përbërësi të përfshirë në përzierje. Përbërja e përzierjes së gazit zakonisht specifikohet masive, voluminoze ose molare aksionet
Pjesa masive përbërësi i përzierjes gështë një sasi e barabartë me raportin e masës së një përbërësi me masën e të gjithë përzierjes:
Natyrisht, masa e përzierjes m e barabartë me shumën e masave të të gjithë përbërësve:
,
dhe shuma e thyesave në masë:
Pjesa e vëllimit përbërësi i përzierjes r iështë një sasi e barabartë me raportin e vëllimit të pjesshëm të përbërësit me vëllimin e përzierjes:
Ekuacioni për përbërjen vëllimore të përzierjes ka formën:
dhe shuma e thyesave vëllimore:
Pjesa e nishanit përbërësi i përzierjes x iështë një sasi e barabartë me raportin e numrit të moleve të këtij përbërësi me numrin total të moleve të përzierjes:
Është e qartë se:
Përbërja e përzierjes specifikohet në fraksione të njësisë ose në përqindje. Marrëdhënia midis fraksioneve të molit dhe vëllimit mund të përcaktohet duke shkruar ekuacionin Clapeyron-Mendeleev për përbërësin e përzierjes dhe të gjithë përzierjen:
Duke pjesëtuar termin e ekuacionit të parë me termin me të dytin, marrim:
Kështu, për gazet ideale vëllimi dhe fraksionet mol janë të barabarta.
Marrëdhënia midis fraksioneve të masës dhe vëllimit përcaktohet nga marrëdhëniet e mëposhtme:
. (5)
Nga ligji i Avogadro-s rrjedh:
ku μ është masa molare e përzierjes, e cila quhet e dukshme. Ajo mund të gjendet, veçanërisht, përmes përbërjes vëllimore të përzierjes. Shkrimi i ekuacionit Clapeyron–Mendeleev për i-të komponent i përzierjes në formë
dhe duke përmbledhur të gjithë komponentët, marrim:
.
Duke e krahasuar me ekuacionin e gjendjes për përzierjen në tërësi
arrijmë në lidhjen e qartë:
.
Nëse gjendet masa molare e përzierjes, konstanta e gazit të përzierjes mund të përcaktohet në mënyrën e zakonshme:
. (7)
Këto formula përdoren për të përcaktuar kapacitetet e vërteta dhe mesatare të nxehtësisë së përzierjes.
Duke marrë parasysh që kapaciteti i nxehtësisë nuk është konstant, por varet nga temperatura dhe parametrat e tjerë termikë, bëhet dallimi midis kapacitetit të vërtetë dhe atij mesatar të nxehtësisë. Kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë shprehet me ekuacionin (2.2) për disa parametra të procesit termodinamik, domethënë në një gjendje të caktuar të lëngut punues. Në veçanti, nëse duan të theksojnë varësinë e kapacitetit të nxehtësisë së lëngut punues nga temperatura, atëherë ata e shkruajnë atë si , dhe kapacitetin specifik të nxehtësisë si. Në mënyrë tipike, kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë kuptohet si raporti i sasisë elementare të nxehtësisë që i jepet një sistemi termodinamik në çdo proces ndaj rritjes pafundësisht të vogël të temperaturës së këtij sistemi të shkaktuar nga nxehtësia e dhënë. Do të supozojmë se kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë i një sistemi termodinamik në temperaturën e sistemit është i barabartë, dhe nxehtësia specifike e vërtetë e lëngut të punës në temperaturën e tij është e barabartë. Pastaj kapaciteti mesatar specifik i nxehtësisë i lëngut të punës kur ndryshon temperatura e tij mund të përcaktohet si më poshtë:
|
|
Në mënyrë tipike, tabelat japin vlera mesatare të kapacitetit të nxehtësisë për intervale të ndryshme të temperaturës duke filluar me. Prandaj, në të gjitha rastet kur një proces termodinamik zhvillohet në intervalin e temperaturës nga deri në të cilin, sasia e nxehtësisë specifike të procesit përcaktohet duke përdorur vlerat tabelare të kapaciteteve mesatare të nxehtësisë si më poshtë:
|
|
.Vlerat e kapaciteteve mesatare të nxehtësisë dhe gjenden nga tabelat.
2.3 Kapacitetet e nxehtësisë në vëllim dhe presion konstant
Me interes të veçantë janë kapacitetet mesatare dhe të vërteta të nxehtësisë në procese me vëllim konstant ( kapaciteti izokorik i nxehtësisë, i barabartë me raportin e sasisë specifike të nxehtësisë në një proces izokorik me ndryshimin e temperaturës së lëngut punues dT) dhe në presion konstant ( kapaciteti izobarik i nxehtësisë, e barabartë me raportin e sasisë specifike të nxehtësisë në një proces izobarik me ndryshimin e temperaturës së lëngut punues dT).
Për gazet ideale, marrëdhënia ndërmjet kapaciteteve të nxehtësisë izobarike dhe izokorike përcaktohet nga ekuacioni i mirënjohur Mayer.
Nga ekuacioni i Mayer-it rezulton se kapaciteti i nxehtësisë izobarike është më i madh se kapaciteti i nxehtësisë izokorik për nga vlera e konstantës karakteristike specifike të një gazi ideal. Kjo shpjegohet me faktin se në një proces izokorik () puna e jashtme nuk kryhet dhe nxehtësia shpenzohet vetëm për ndryshimin e energjisë së brendshme të lëngut punues, ndërsa në një proces izobarik () nxehtësia shpenzohet jo vetëm për ndryshimin e energjisë së brendshme. të lëngut punues, në varësi të temperaturës së tij, por edhe të kryejë punë të jashtme.
Për gazet reale, që kur zgjerohen, puna kryhet jo vetëm kundër forcave të jashtme, por edhe punë e brendshme kundër forcave të ndërveprimit midis molekulave të gazit, gjë që konsumon gjithashtu nxehtësi.
Në inxhinierinë e nxehtësisë, raporti i kapaciteteve të nxehtësisë, i cili quhet raporti i Poisson-it (indeksi adiabatik), përdoret gjerësisht. Në tabelë Tabela 2.1 tregon vlerat e disa gazeve të marra eksperimentalisht në një temperaturë prej 15 °C.
Kapacitetet e nxehtësisë varen nga temperatura, prandaj, indeksi adiabatik duhet të varet nga temperatura.
Dihet se me rritjen e temperaturës rritet kapaciteti i nxehtësisë. Prandaj, me rritjen e temperaturës zvogëlohet, duke iu afruar unitetit. Megjithatë, gjithmonë ka mbetur më shumë se një. Në mënyrë tipike, varësia e indeksit adiabatik nga temperatura shprehet me një formulë të formës
dhe që nga ajo kohë
Vlerat eksperimentale të kapaciteteve të nxehtësisë në temperatura të ndryshme janë paraqitur në formën e tabelave, grafikëve dhe funksioneve empirike.
Ka kapacitete të vërteta dhe mesatare të nxehtësisë.
Kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë C është kapaciteti i nxehtësisë për një temperaturë të caktuar.
Në llogaritjet inxhinierike, shpesh përdoret vlera mesatare e kapacitetit të nxehtësisë në një interval të caktuar të temperaturës (t1;t2).
Kapaciteti mesatar i nxehtësisë shënohet në dy mënyra: ,.
Disavantazhi i përcaktimit të fundit është se diapazoni i temperaturës nuk është i specifikuar.
Kapacitetet e vërteta dhe mesatare të nxehtësisë lidhen nga relacioni:
Kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë është kufiri në të cilin priret kapaciteti mesatar i nxehtësisë, në një interval të caktuar të temperaturës t1…t2, në ∆t=t2-t1
Përvoja tregon se kapacitetet e vërteta të nxehtësisë së shumicës së gazeve rriten me rritjen e temperaturës. Shpjegimi fizik për këtë rritje është si më poshtë:
Dihet se temperatura e një gazi nuk lidhet me lëvizjen vibruese të atomeve dhe molekulave, por varet nga energjia kinetike E k e lëvizjes përkthimore të grimcave. Por me rritjen e temperaturës, nxehtësia e furnizuar me gazin rishpërndahet gjithnjë e më shumë në favor të lëvizjes osciluese, d.m.th. Rritja e temperaturës me të njëjtin furnizim me nxehtësi ngadalësohet me rritjen e temperaturës.
Varësia tipike e kapacitetit të nxehtësisë nga temperatura:
c=c 0 + në + bt 2 + dt 3 + … (82) 
ku c 0, a, b, d janë koeficientë empirikë.
c – Kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë, d.m.th. vlera e kapacitetit të nxehtësisë për një temperaturë të caktuar T.
Për kapacitetin e nxehtësisë, kurba bitopërafërt është një polinom në formën e një serie në fuqi prej t.
Kurba e përshtatjes kryhet duke përdorur metoda të veçanta, për shembull, metodën e katrorëve më të vegjël. Thelbi i kësaj metode është se kur përdoret, të gjitha pikat janë afërsisht të barabarta nga kurba e përafërt.
Për llogaritjet inxhinierike, si rregull, ato kufizohen në dy termat e parë në anën e djathtë, d.m.th. supozojmë se varësia e kapacitetit të nxehtësisë nga temperatura është lineare c=c 0 + në (83)
Kapaciteti mesatar i nxehtësisë përcaktohet grafikisht si vija e mesme e një trapezi të hijezuar, vija mesatare e një trapezi përcaktohet si gjysma e shumës së bazave.
Formulat zbatohen nëse dihet varësia empirike.
Në rastet kur varësia e kapacitetit të nxehtësisë nga temperatura nuk mund të përafrohet në mënyrë të kënaqshme me varësinë c=c 0 +at, mund të përdorni formulën e mëposhtme:
Kjo formulë përdoret në rastet kur varësia e c nga t është dukshëm jolineare.
Nga teoria kinetike molekulare e gazeve njihet
U = 12,56T, U është energjia e brendshme e një kilomole gazi ideal.
Marrë më parë për një gaz ideal:
,
,
Nga rezultati i përftuar del se kapaciteti i nxehtësisë i marrë duke përdorur MCT nuk varet nga temperatura.
Ekuacioni i Mayer-it: c p -c v =R ,
c p =c v +R =12,56+8,31420,93.
Si në rastin e mëparshëm për MCT të gazeve, kapaciteti i nxehtësisë izobarike molekulare nuk varet nga temperatura.
Koncepti i një gazi ideal korrespondon më së shumti me gazrat monoatomikë në presione të ulëta, në praktikë duhet të merremi me 2, 3... gaze atomike; Për shembull, ajri, i cili për nga vëllimi përbëhet nga 79% nitrogjen (N 2), 21% oksigjen (O 2) (në llogaritjet inxhinierike, gazet inerte nuk merren parasysh për shkak të përmbajtjes së tyre të ulët).
Ju mund të përdorni tabelën e mëposhtme për llogaritjet e vlerësimit:
|
monatomike | ||
|
diatomike | ||
|
triatomike |
Për gazrat realë, ndryshe nga gazrat idealë, kapacitetet e nxehtësisë mund të varen jo vetëm nga temperatura, por edhe nga vëllimi dhe presioni i sistemit.