Was ist spezifische Wärme bei konstantem Volumen und konstantem Druck – Definition

Spezifische Wärme bei konstantem Volumen und konstantem Druck

Spezifische Wärme ist eine Eigenschaft in Bezug auf die innere Energie , die für die Thermodynamik sehr wichtig ist. Die intensiven Eigenschaften c _v und c _p sind für reine, einfache kompressible Substanzen als partielle Ableitungen der inneren Energie u (T, v) bzw. der Enthalpie h (T, p) definiert :

wobei die Indizes v und p die Variablen bezeichnen, die während der Differenzierung festgehalten werden. Die Eigenschaften c _v und c _p werden als spezifische Wärme (oder Wärmekapazität ) bezeichnet, da sie unter bestimmten besonderen Bedingungen die Temperaturänderung eines Systems mit der durch Wärmeübertragung hinzugefügten Energiemenge in Beziehung setzen. Ihre SI – Einheiten sind J / kg K oder J / mol K . Für Gase sind zwei spezifische Wärmemengen definiert, eine für konstantes Volumen (c _v ) und eine für konstanten Druck (c _p ) .

Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik beträgt für einen Prozess mit konstantem Volumen mit einem einatomigen idealen Gas die molare spezifische Wärme:

C _v = 3 / 2R = 12,5 J / mol K.

da

U = 3 / 2nRT

Es kann abgeleitet werden, dass die molare spezifische Wärme bei konstantem Druck ist:

C _p = C _v + R = 5 / 2R = 20,8 J / mol K.

Dieses C _p ist größer als die molare spezifische Wärme bei konstantem Volumen C _v , da nun nicht nur Energie zugeführt werden muss , um die Temperatur des Gases zu erhöhen, sondern auch, damit das Gas funktioniert, da sich in diesem Fall das Volumen ändert.