Gazning zichligi. Gazning issiqlik berish qobiliyati

Gazning zichligi. Gazning issiqlik berish qobiliyati

Bir birlikmiqdordagi (lkg, lm3yoki 1 kmol)gayni l aCga isitish uchun sarflanadigan issiqlikning miqdoriga gazning issiqlik sigHmi deb yuritiladi.

Shunga mos ravishda gazning issiqlik sig‘imi ham 3 xil bo'ladi, ya’ni:

1. 
   Gazning massa bo'yicha issiqlik sig'imi.
   
2. 
   Gazning hajm bo'yicha issiqlik sig'imi.
   
3. 
   Gazning kilomol bo'yicha issiqlik sig'imi.
   

Shunga ko'ra gazning issiqlik sig'imini 3 xil ishora bilan belgilaymiz, shuningdek, ulaming o'lchov birliklari ham 3 xil bo'ladi, ya’ni:

1. 
   с — massa bo'yicha issiqlik sig'imi, J /(kg. K).
   
2. 
   с — hajm bo'yicha issiqlik sig'imi, J /(m 3. K).
   
3. 
   /jc — kilomol issiqlik sig'imi, J Дто1.
   

Gazning kilomol issiqlik sig'imi massa bo'yicha issiqlik sig'imining molekulyar massaga ko'paytmasidan iborat, ya’ni:
цс = сц, J/(kmol K). (2.12)
Massa bo'yicha issiqlik sig'imi kilomol issiqlik sig'imini gazning molekulyar massasiga bo'lgan nisbatiga teng:


c = J/kg-K . (2.13)
Hajm bo'yicha issiqlik sig'imi, massa bo'yicha issiqlik sig'imi bilan gaz zichligining ko'paytmasiga teng:
С = c - p, J/m 3 • K. (2.14)
Umumiy holatda uchala turdagi issiqlik sig'imlarini o'zaro bog'lovchi ifodalari mavjud. Ular quyidagilar:


SI birliklar sistemasi bilan (ilgarigi) MKGS sistemasi orasida quyidagi bog'lanish mavjud: /лс = с ■ц - 22,4 с .
0 ‘rtacha va haqiqiy issiqlik sig‘imlari. Biror ixtiyoriy AB jarayonda
(2.7- rasm), ishchi jismning harakatini tl dan t2 ga orttirish (yoki kamaytirish) uchun gazni qizdirish (yoki sovitish) kerak bo'lsin. Buning uchun ma’lum miqdordagi issiqlik miqdori sarf qilinadi. Jarayonning AB oralig'ida gazning haroratini ГС ga orttirish uchun sarf bo'ladigan issiqlik quyidagicha bo'ladi:


<2 15 >
(2.15) ifoda gazni dan t2 gacha bo'lgan oraliqdagi o'rtacha issiqlik sig'imini ifoda­ laydi, ya’ni u ГС ga qizdirish uchun sarflangan issiqlik miqdoridir.
T j j Agar A nuqta bilan В nuqta orasidagi
1 2 Kmasofani qisqartirib, ya’ni t2 — t{ farqni 2 . 7- rasm. kamaytirib borsak, 1 kg gazni har bir darajaga qizdirish uchun sarflanadigan issiqlik miqdori boshlang'ich holatda (A nuqtada) sarflanadigan issiqlik miqdoriga yaqinlashib
boradi.
Bunda fj — r, haroratlar farqi qancha kamaysa, o'rtacha issiqlik sig'imi shuncha haqiqiy issiqlik sig'imiga yaqinlashadi.
Demak, haroratlar farqi nolga teng bo'lganda, o'rtacha issiqlik sig'imi jarayonning A nuqtasidagi issiqlik sig'imi bilan bir xil bo'ladi.
Agar gazning haroratini At darajaga o'zgartirish uchun Aq miqdorda issiqlik sarflansa, haqiqiy issiqlik sig'imi quyidagicha boMadi:



->0 д/ dt
c = l_дi_гm — yoki differensial ko'rinishda с = - г - (2.16)
Haqiqiy issiqlik sig'imi deb, qizdirish jarayonida haroratlar farqi cheksiz kichik bo'lganda, bir miqdor birligidagi gazni qizdirishga sarflangan solishtirma issiqlik miqdoriga aytiladi.
Shu bilan birga jarayonning ma’lum nuqtasidagi issiqlik sig'imi, shu haroratda gazning haqiqiy issiqlik sig'imini ifodalaydi.
Gazga berilgan issiqlik miqdori esa quyidagi ifoda orqali aniq­ lanadi:
h
q = j c d t ( 2 i 7 )
'I
M kg gaz uchun esa quyidagini yozish mumkin, ya’ni:


Q = M -q = M j cdt (2.18)
'1
O'zgarmas va o‘zgaruvchan issiqlik sigMmlari. Ideal gazlarda bosim issiqlik sig'imiga kam ta’sir qiladi. Shuning uchun issiqlik sig'imi faqat haroratning funksiyasi bo'lib hisoblanadi, ya’ni ideal (shu jumladan, real) gazlaming issiqlik sig'imi harorat ortishi bilan ortib boradi va aksincha. Tajribalar ..nuni ko'rsatadiki, past haro- ratlarda gazning issiqlik sig'imiga haroratning ta’siri sezilarli miqdorda bo'lmaydi. Shuning uchun ba’zi hisoblashlarda shartli ravishda issiqlik sig'imini o'zgarmas (haroratga bog'liq emas) deb olinadi. Bunda hisoblash ishlari ancha yengillashadi:
q = c ( t 2 - t l), JAg; Q = M c ( T 1 ~ T l), J.
Issiqlik sig'imi o'zgarmas deb olinsa,chizmada abssissa o'qiga parallel 1- chiziq hosil bo'ladi (2 .8- rasm).
Yuqori harorat va bosimda esa issiqlik sig'imining haroratga bog'liqUgi juda sezilarli bo'lib qoladi. Bunday holda issiqlik sig'imining haroratga bog'lanishi 2 .8- rasmdagi 2 -
chiziq orqali ifodalanadi. Egri chiziq с tenglamasi esa quyidagicha:
с = a + bt{ + bt2 + ... (2.19)
Issiqlik sig'imi haroratning funksiyasi bo'lganligi uchun biron harorat oralig'idagi gazga sarflangan issiqlik miqdorini hisob- lashda o'rtacha issiqlik sig'imidan foyda­ laniladi:
2.8- rasm.
33

Q= ^'rГcdt=c/^‘2(t2 -ti)
h '
(2.17) tcnglikdan o‘rtacha issiqlik sig'imini aniqlaymiz:

( 2 .2 0 )

'2
c / m =
f cdt
c / = ^-----
t. h - h

«c» ning o‘miga (2.19) tenglikdagi ifodani keltirib qysak:

•г
с / m =
'l
+ bt + di* + ...)


b - t .


+ d $ - * A + t +. J 2 . 2 1 )


Ko‘rinib turibdiki, (2.21) ifoda orqali issiqlik sig'imini hisoblash ancha murakkab. Shuning uchun ko‘pgina hollarda issiqlik sig'imini haroratga bog'lanishini to'g'ri chi­ ziqli tenglama bilan ifodalab ham yetarli aniqlikka erishish mumkin, ya’ni:

с = a + b t .
Bunday issiqlik sig'imi haroratga
2 .9 - rasm. to'g'ri chiziqli bog'langan issiqlik
sig'imi deb yuritiladi (2.9- rasm). Bunday hollarda o'rtacha issiqlik sig'imi quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:


h b , 4
cm = f l + T ( ' l +h)- h J
Bunda: cm — haroratlar oralig'idagi o'rtacha issiqlik sig'imi;
a — gazning 273 К dagi issiqlik sig'imi;
b — chiziq A B ning gorizontal o'qqa nisbatan qiyalik burchagining tangensi. Haroratga sig'imning bog'lanishi to'g'ri chiziqli bo'lganda o‘rtacha issiqlik sig'imini hisoblashning boshqa usuli ham mavjud. Bunda gazni Txdan T2 darajagacha qizdirish 2 ta davrga bo'lib olinadi.

1. 
   0°C dan T2°C gacha bo'lgan oraliq.
   

U holda shu oraliqlarda sarflangan issiqlik miqdorlari quyidagicha bo'ladi:
34

Jj
Я1=ст / - Т г Я г = С т / Т 2 .
о о

2. 
   Г, dan Г2 gacha harorat oralig'idagi o‘rtacha issiqlik sig‘imi quyidagicha aniqlanadi:
   

Ъ г,
Тг cm / Т г - С т / Ту
c J_7i =- ° _TT₂-_-7T₁ ° - • <2 22)
Ij Г2
cv / va cv / laming son qiymatlari har xil gazlar uchun darslik о о
va o‘quv qo‘llanmalarda jadval ko'rinishida berilgan bo‘ladi.
0 ‘zgarmas hajmdagi (cr) va o'zgarmas bosimdagi (cp) issiqlik sig'imlari. Biz yuqorida issiqlik sig'imi haroratga bog'liq ekanligi haqida fikr yuritdik. Endi esa gazni qizdirish sharoitini o'zgartirib ko'ramiz. 2 .10- rasmda ifodalangan silindrdagi porshen qo'zg'almas qilib qotirilgan, 2 . 11- rasmda esa shu porshen erkin harakat qila oladigan holatda ko'rsatilgan. Ikkala holatda ham G kg dan bir xil gazni Г, dan T2 gacha qizdirilsa, sarflanadigan issiqlik miqdorlarining teng bo'lmasligini ko'ramiz: