Математична теорія

Кількість теплоти [1] в термодинаміці визначається величиною

,

де T — температура, S — ентропія.

Проте, кількість теплоти, яку отримує тіло при тому чи іншому процесі залежить від умов, при яких проходить процес. При сталому об'ємі робота з розширення тіла при нагріванні не виконується, тому для нагрівання на один градус при таких умовах потрібно менше тепла, ніж при сталому тиску, коли тіло може розширятися. Тому розрізняють два значення теплоємності:

· теплоємність при сталому об'ємі

· теплоємність при сталому тиску

Справедливе співвідношення .

Теплоємність можна також виразити у вигляді похідних від термодинамічних потенціалів. При сталому об'ємі використовується внутрішня енергія E:

При сталому тиску — ентальпія W

.

Зв'язок між теплоємністю при сталому об'ємі й сталому тиску можна визначити також формулами

Оскільки похідна завжди від'ємна — тиск завжди зменшується при ізотермічному розширенні, то .

[ред.]Температурна залежність теплоємності

Згідно з третім законом термодинаміки при абсолютному нулі температури теплоємність стає нульовою. При малих температурах теплоємність твердих тіл зростає пропорційно кубу від температури (закон Дебая). При температурах, які перевищують температуру Дебая, теплоємність твердих тіл стає незалежною від температури (закон Дюлонга-Пті).

Залежність теплоємності від температури має особливості в області фазових переходів.

[ред.]Конкретні системи

Для одноатомного ідеального:

, де — стала Больцмана.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: