الحراره النوعيه للغازات
للغازات جزيئ واحد يؤخذ بدلا من وحده الكتله. كميه الحراره المطلوبه لزياده درجه الحراره جزيئ واحد من الغاز بدرجه واحده كلفن تعرف بانها الحراره النوعيه الجزئيه. من عده طرق متاحه لتغيير درجه حراره غاز طريقتين تكونان مهمتان: عند تغيير درجه حراره كميه معطاه من الغاز بكميه متساويه عند ضغط ثابت وحجم ثابت على التوالى, اذن كميه الحراره المطلوبه وجدناها مختلفه وبالتالى نوعان من الحراره النوعيه للغازات قد عرفتك:
1- الحراره النوعيه عند حجم ثابت (Cv): كميه الحراره المطلوبه لتغيير درجه حراره جزيئ واحد من الغاز بدرجه واحده كلفن مع الاحتفاظ بحجم ثابتا تعرف بانها هى الحراره النوعيه لهذا الغاز عند حجم ثابت.
2- الحراره النوعيه عند ضغط ثابت Cp: كميه الحراره المطلوبه لتغيير درجه حراره جزيئ واحد من الغاز بدرجه واحده كلفن مع الاحتفاظ بضغطه ثابتا تعرف بانها حرارته النوعيه تحت تاثير ضغط ثابت.
العلاقه بين الحرارتين النوعيتين.
اعتبر غاز مثالى عند ضغط P , درجه حراره T وله الحجم V فى اتزان. اعطيت حراره للغاز مع الاحتفاظ بحجم ثابت وكنتيجه لذلك حرارته زادت بقيمه دلتا T . لقد عرفنا ان الحراره هى شكل من اشكال الطاقه بواسطه اعطاء حراره لغاز سوف تكون هناك زياده فى طاقه جزئياته. فى غاز مثالى فان طاقه الجزئيات تكون فى صوره طاقتها للحركه. متوسط الطاقه لكل جزيئ
E= 3 على 2 RT حيث R تكون ثابت الغاز وT درجه الحراره. وبالتالى طاقه اضافيه دلتا E او الحراره (Q) V مطلوبه لزياده درجه الحراره بواسطه دلتا T
يمكن الحصول عليها بالطريقه الاتيه (Q)v = دلتا E = 3 على 2 Rفى دلتا T .
اذا كانت الحراره النوعيه للغاز عند حجم ثابت هى CV اذن كميه الحراره اللازمه لزياده درجه حراره جزيئ واحد من الغاز P دلتا Tتكون (Q)v = Cv فى دلتا T ( لان n تساوى 1)
بمقارنه المعادلتين
Cv دلتا T = 3 على 2 R دلتا T
اذن Cv = 3 على 2 R
مكبس يتحرك الى اعلى والى اسفل بدون احتكاك فى حاويه غاز. هو مرتب بطريقه ان الضغط P يظل ثابت. الان بالاحتفاظ بالضغط ثابت واعطائه حراره, كنتيجه لذلك فان حرارته تزيد بدلتا T وتبعا لذلك يندفع المكبس الى اعلى. حساب هذا الشغل يمكن ان يحدث بالطريقه التاليه.
افرض مساحه المقطع المستعرض للمكبس A وبالتالى فان القوه المؤثره على المكبس
F = PA
اذا كانت ازاحه المكبس امام القوه هى دلتا X فاذن شغل
دلتا U = F . دلتا X والتى هى تساوى PA. دلتا X ولكن A . دلتا Xتساوى دلتا V والتى توضح الزياده فى الحجم.
دلتا W تساوى دلتا P دلتا V
اذن فى هذه الحاله الطاقه دلتا E والتى تكون من زياده درجه الحراره والكميه الاضافيه من الطاقه الموضحه بالمعادله لتمدد الغاز تحتاج ان تكون معطاه. بهذه الطريقه, الطاقه الكليه او الحراره والتى يجب ان تعطى للغاز عند ضغط ثابت معطيه ارتفاع فى درجه حرارته بدلتا T تكون
(Q) p = دلتا E + P. دلتا V.
الان لجزيئ واحد من الغاز PV = RT
اذن P دلتا V + V دلتا P = R دلتا T
اذن P دلتا دلتا V = R دلتا T
بتبديل قيمه دلتا E من المعادله(Q)v = دلتا E = 3 على 2 R دلتا Tوقيمه P دلتا V من المعادله P دلتا V = R دلتا T
فى المعادلهQp= دلتا E + P دلتا V .
Qp = 3 على 2 R دلتا T+ R دلتا T
(Q)p = 5 على 2 R دلتا T
اذا كانت الحراره النوعيه لغاز عند ضغط ثابت تكون Cp
اذن Qp = Cp. دلتا T = 5 على 2 R دلتا T
اذن Cp يساوى 5 على 2 R
الانCp ناقص Cv = 5 على 2 R ناقص 3 على 2 R
اذن
Cp ناقص Cv = R
بنك المعرفة
Eureka.in
لا يوجد تعليقات
أضف تعليق
يسعدنا تلقي تعليقاتكم