Γιατί έχει ένα αέριο δύο τιμές μοριακών δυνατοτήτων θερμότητας;
1. Μοριακή θερμική ικανότητα σε σταθερό όγκο (CV):
* Αυτό αντιπροσωπεύει την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός μοσχεύματος του αερίου κατά ένα βαθμό Κελσίου , διατηρώντας παράλληλα τη σταθερά όγκου .
* Σε αυτή την περίπτωση, η απορρόφηση θερμότητας πηγαίνει εξ ολοκλήρου στην αύξηση της εσωτερικής ενέργειας (κινητική ενέργεια) των μορίων αερίου.
* Καμία εργασία δεν γίνεται από το αέριο, καθώς ο όγκος παραμένει σταθερός.
2. Μοριακή θερμική ικανότητα σε σταθερή πίεση (CP):
* Αυτό αντιπροσωπεύει την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός γραμμομόρου του αερίου κατά ένα βαθμό Κελσίου , διατηρώντας παράλληλα τη σταθερά πίεσης .
* Σε αυτή την περίπτωση, κάποια από την απορρόφηση θερμότητας πηγαίνει στην αύξηση της εσωτερικής ενέργειας των μορίων αερίου, αλλά μερικοί πηγαίνουν επίσης σε εργασία ενάντια στην εξωτερική πίεση Καθώς ο όγκος επεκτείνεται.
* Δεδομένου ότι η εργασία γίνεται, απαιτείται περισσότερη θερμότητα για να επιτευχθεί η ίδια αλλαγή θερμοκρασίας σε σύγκριση με τις συνθήκες σταθερού όγκου.
Η σχέση μεταξύ CP και CV:
* Η διαφορά μεταξύ CP και CV σχετίζεται άμεσα με το ποσό της εργασίας που έγινε έναντι της εξωτερικής πίεσης. Αυτή η διαφορά εκφράζεται συνήθως ως:
cp - cv =r
Όπου το R είναι το ιδανικό σταθερά αερίου.
Συνοπτικά:
Οι δύο τιμές της γραμμομοριακής θερμικής ικανότητας για ένα αέριο αντικατοπτρίζουν το γεγονός ότι η θερμότητα μπορεί να απορροφηθεί από το αέριο με δύο τρόπους:αύξηση της εσωτερικής ενέργειας και δουλεύει ενάντια στην εξωτερική πίεση. Η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τιμών προκύπτει από την ποσότητα εργασίας, η οποία εξαρτάται από το αν ο όγκος ή η πίεση διατηρείται σταθερή κατά τη διάρκεια της απορρόφησης θερμότητας.
