Ысаша теориялы млімет

Жылу сыйымдылы дегеніміз- затты температурасын 1 С немесе 1К згертуге жмсалан жылу млшері. Толы жылу сыйымдылы белгілі бір термодинамикалы процесте (Х) мына атынас трінде жазылады.

 

, Дж/К (4.1)

Меншікті жылу сыйымдылы С_x бл берілген процестегі затты бірлік млшеріне керек жылу млшері, оны температурасы 1 С-а згергендегі шамасы.

Затты бірлік млшерлері 1кг, 1м немесе 1моль болуына байланысты массалы , Дж/(кгК); клемдік , Дж/(м К) немесе мольдік (молярлы) , Дж/(моль К) меншікті жылу сыйымдылытар болып блінеді.

Крсетілген меншікті жылу сыйымдылытарды арасындаы зара туелділіктер тмендегідей атынастармен аныталады. , Дж/(кг К) (4.2) (4.3)

, Дж/(моль К) (4.4)

мндаы (4.1)...(4.4) тедеулердегі индекс «Х» р термодинамикалы процестердегі траты параметрлерді (P, V, T, n, q) крсетеді; С_x – толы жылу сыйымдылы, Дж/К; c_x, c`_x , – меншікті жылу сыйымдылытар олар затты бірлік млшеріне келтірілген маыналары.

Траты ысымдаы С_р жне клемдегі С_v процестердегі жылу сыйымдылытарды арасындаы байланыс Майер тедеуі арылы аныталады.

С_p – С_v =R.

Немесе

кДж/(кмоль К) (4.5)

Жылу сыйымдылы- процесті параметрі болып есептеледі де жалпы аланда шамасы айнымалы, температураа, ысыма, затты тріне жне термодинамикалы процеске туелді. Сонымен бірге, оны жылу беруіне немесе жылу шыаруына байланысты. Жылу сыйымдылы лшеушіні жмыс істеуі, рамында жылу лшеуіш жне абыы жылу ткізбейтін салыстырмалы динамикалы С-калориметр дісіне негізделген. Біралыпты лшеу режимі дісіні теориялы негіздері [11] дебиетте толы келтірілген. Динамикалы С-калориметр дісіні жылу слбасы 4.1-суретте крсетілген.

 

 

 

4.1-сурет. Динамикалы с-калориметр дісіні жылу слбасы (схемасы)

1-сыналатын лгі; 2-ыдыс; 3-жылу лшеуіш; 4-адиабатты (жылу алмастырмаушы) сырт абыша; 5-табан; 6-апа

 

Зерттеуге арналан лгі, затты (1) темір ыдысты (2) ішіне ойып, екеуін бірге жылу лшеуіш (3) арылы келетін жылу аынымен Q біралыпты жылытады. Сыналатын лгі зат (1) пен ыдысты, (2) оршаан ортамен жылулы байланысы тек ана жылу лшеуіш (3) арылы теді. Сондытан ыдысты ашы беттері оршаан ортадан жылу ткізбейтін сырт абыша (4) арылы блінеді. Жылу лшеуішті (3) орта имасынан тіп, жылу аыны Q_ж. зерттелетін лгі зат пен (1) ыдысты (2) жылытуа жмсалады жне ол мына формуламен аныталады.

 

Q_ж.=Q_з+Q_ыд . (4.6)

Мндаы Q_з-зерттелетін затты жылытуа кеткен жылу аыны,Вт, Q_ыд-ыдысты жылытуа кеткен жылу аыны, Вт. Зерттелетін зата жмсалан жылу аыны мына формуламен аныталады.

 

Q_з=c_з m_з b . (4.7)

Мндаы С_з-затты массалы меншікті жылу сыйымдылыы Дж (кг*к), m_з-затты массасы, кг,b - ыздыру жылдамдыы, К/с. Ыдысты ыздыруа кеткен жылу аыны, мына формуламен аныталады.

 

Q_ыд=C_ыд b . (4.8)

Мндаы С_ыд - ыдысты толы жылу сыйымдылыы Дж/К. Жылу лшеуіштен (3) тетін жылу аыныыны Q_ж. млшерін сол жылу лшеуіштегі температуралар айырмасы T_ж. мен оны жылу ткізгіштігімен К_ж. баалауа болады. Оларды шамалары бір-бірінен туелсіз, блшектелінген тжірибелермен аныталады.Сонда,жылу аыны:

 

Q_ж.= К_ж.+ T_ж. , (4.9)

Жылу лшеуішті жылу ткізгіштігі К_ж.=f (t_з)- лшеуішті тратысы болып табылады. Ол тек ана лгі затты температурасына ана t_з байланысты, шамалары 4.1-кестеде келтірілген. лшеуішті лшемесін бліктеу шін тжірибе арылы жылу ткізгішті К_ж. температуралы туелділігін анытау керек. Ол шін эталон лгімді лгі затпен (мысты М1-ГОСТ859-78) немесе кварцты шыны КВ-ГОСТ(1530-86) бес тжірибе жне бес бос ыдыспен арнаулы діске сйкес, соншама тжірибе ткізу керек. Бл кезде жылу ткізгіштік К_ж. мына формуламен аныталады.

 

 

К_ж. , Вт/К. (4.10)

Мндаы - эталон лгі затпен ткізілген тжірибелердегі кешігу уаытыны орта шамасы, C, - бос ыдыспен ткізілген тжірибелердегі уакытты орта шамасы,C, -эталон лгі затты толы жылу сыйымдылыы, Дж/К. Эталон лгі затты толы жылу сыйымдылыы мына формуламен есептеледі.

 

, Дж/К . (4.11)

Мндаы - эталон лгі затты меншікті массалы жылу сыйымдылыыны кестелік маынасы, Дж/(кг*к), - эталон лгі затты массасы, кг. Мыстан жасалан лгі затты (эталонны) (4.10) тедеуімен есептелген К_ж. жне маыналары 4.1-кестеде келтіріліп жне оларды заттарды жылу сыйымдылыын (4.14) формуласымен анытаанда, лшеуішті тратысы болып олданылады. Зерттелетін лгі, затты меншікті жылу сыйымдылыыны есептік формуласы (4.6), (4.7), (4.8), (4.9)-ды ескергенде, мына трге келеді:

 

. (4.12)

Егерде жылу ткізгіштегі температураларды, айырмасыны мні шамалы болса, онда жылу ткізгішті температурасы кешігу уаытын лшей беруге болады:

. (4.13)

Мндаы - тжірбие арылы аныталан жылу ткізгіш температурасыны кешігу уаыты, с. Сонда, зерттелген лгі- затты меншікті жылу сыйымдылыыны іс жзіндегі есептеу формуласы.

 

. (4.14)

Мндаы - бос ыдыспен ткізілген тжірибедегі жылу лшеуіш температурасыны кешігу уаыты, С. Оны сан мні - = те, ол 4.1-кестеде приборды тратысы ретінде келтірілген.