§ 29. Теплоємність ідеального газу

Теплоємністю С тіла називається відношення елементарного тепла , переданого тілу, до відповідної величини зміни температури тіла dT

(1)

(2)

і вона чисельно дорівнює теплоті, необхідній для збільшення температури тіла на 1К. Питома теплоємність с  теплоємність одиниці маси речовини с = С/m, а молярна .

Теплоємність при сталому об'ємі позначається як (система не виконує роботи pdV=0) і може бути обчислена з (2)

. (3)

Внутрішня енергія газу можна записати через

. (4)

Теплоємність при сталому тискові позначається як і може бути обчислена з (2) при врахуванні (3) так

.

Ми знайшли d(pV) із рівняння Клапейрона-Менделєєва, врахувавши, що P=const,

Знайдемо відношення до

. (5)

З (5) видно, що стала адіабати може бути представлена через відношення теплоємностей при сталому тискові і при сталому об'ємі так

.

§ 30. Рідини

1. Рідина  речовина, яка заповнює наданий їй об'єм і не має пружної форми. Рідини мають сильну міжмолекулярну взаємодію і внаслідок цього малу стислюваність. При загальній ізотропії, рідини мають ближній порядок  упорядковане розташування молекул у сферах малих об'ємів, радіус яких має порядок радіусу міжмолекулярної взаємодії.

Частинки рідини на протязі часу , який називається часом релаксації, знаходяться "осідло" у малому об'ємі і, взаємодіючи з оточенням, здійснюють теплові коливання коло положення рівноваги, що нагадує теплові коливання частинок кристалу. Перехід частинок із цього "осідлого" стану на відстані відбувається миттєво у вигляді стрибків із подоланням потенціального бар'єра, що утворюється за рахунок сил тяжіння між частинками. Час релаксації зменшується при збільшенні температури рідини. При температурах близьких до критичної, рідини розглядаються як реальні гази.

2. Рівнодійна сил , що діють на ч астинку А в середині рідини з боку її оточення дорівнює 0 (див. Мал.48). У приповерхневому шарі рідини r, який розділяє дві фази середовища (рідина й газ) на частинку В діє рівнодійна сил тяжіння оточення, яка не дорівнює 0. Для виходу частинки А за приповерхневий шар потрібно виконати роботу проти цієї сили. При цьому робота дорівнює потенціальній енергії E частинки приповерхневого шару. Енергія частинок, що знаходяться у приповерхневому шарі пропорційна числу частинок в ньому, а тому і величині поверхні рідини dS

, (1)

де коефіцієнт поверхневого натягу рідини.

3. Молекули, що знаходяться на поверхні рідини, також мають міжмолекулярну взаємодію, яка характеризується силою поверхневого натягу на контурі dl

. (2)

Якщо під дією цієї сили елементарний контур dl переміщується на dx, то при цьому виконується елементарна робота

, (3)

де dS  приріст поверхні рідини. Таким чином виникає додаткова потенціальна енергія поверхневого натягу

, (4)

і звідси

. (5)

4. Стискальність

Пружні властивості рідини стосовно малих ізотермічних змін об'єму (деформацій) описуються лінійною залежністю відносного стиснення від приросту тиску

, (6)

де V — об'єм рідини, коефіцієнт стискальності рідини. Одиницею коефіцієнта стискальності в СІ є:

Знак мінус у (6) указує на те, що збільшення тиску супроводжується зменшенням об'єму.

Коефіцієнт слабко залежить від температури і тиску. Значення  для різних рідин приведені в таблиці. Рідини мають дуже малу стискальність.

Таблиця. Коефіцієнт стискальності  рідин при Т = 20 °С

Рідина	, ГПа-1	Рідина	, ГПа-1	Рідина	, ГПа-1	Рідина	, ГПа-1
Вода Гас	0,47 0,82	Ацетон Ефір	1,27 1,43	Ртуть Гліцерин	0,038 0,22	Бензол Етиловий спирт	0,97 1,17