Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _____________________________________________
lako određuje za razliku od C v koji je teže pristupačan točnijim mjerenjima.
Čim se C p odredio eksperimentom pri raznim temperaturama, C v se može lako
izračunati prema navedenom izrazu.
C p možemo mjeriti kod strujanja plina. U jednu dobro izoliranu cijev
postavimo
dva toplomjera i električnu grijalicu. Toplina grijanja može se
odrediti iz potroška električne energije. Kroz cijev puštamo struju plina koji
1
ispitujemo. Masu plina m, kg h
− mjerimo plinskom urom, a osim toga određu-
−1
jemo
toplinu zagrijavanja Q, J h kao i prirast temperature. Iz ovih podataka
možemo lako izračunati toplinski kapacitet dotičnog plina.
Mjerenje C v ne može se provesti većom točnošću jer se kod tog određivanja
mora određena količina plina zatvoriti u kalorimetar, u posudu konstantnog
volumena. Masa zatvorenog plina je veoma malena prema masi kalorimetra,
što je vrlo nepovoljno za točnost mjerenja.
Prema mjerenjima, svi jednoatomni plinovi imaju jednake toplinske kapacitete
koji su neovisni o temperaturi, a iznose
−1
−1
( ) 20.93 kJ kmol
C p , m jednoatomni plin
K .
Kod dvoatomnih plinova, molarni toplinski kapaciteti su također gotovo jednaki
za različite plinove, ali nisu neovisni o temperaturi. Kod srednjih temperatura za
dvoatomne plinove
( )
1
−1
−
C p,m
29.31kJ kmol K .
dvoatomni plin
Kod višeatomnih plinova ove su vrijednosti još veće, ali toplinski kapaciteti
različitih plinova s istim brojem atoma nisu više međusobno jednaki.
Pored razlike, posebno je značajan i omjer toplinskih kapaciteta koji
obilježavamo s k ili κ,
c p C p
κ = = .
c v C v
Kod jednoatomnih plinova κ = 1.667. Kod dvoatomnih plinova κ = 1.4. Kod
višeatomnih plinova κ se to više približava jedinici što je veći broj atoma u
molekuli. κ je ovisno o temperaturi kod dvoatomnih i višeatomnih plinova.
Mora li se uzeti u obzir ovisnost toplinskog kapaciteta o temperaturi, što
će biti potrebno pri višim temperaturama, u takvim slučajevima može se računati
64