Poissonova konstanta

Poissonova konstanta je poměr tepelných kapacit plynu při stálém tlaku a stálém objemu (celkových, měrných nebo molárních tepelných kapacit).

  • je Poissonova konstanta
  • je tepelná kapacita při stálém tlaku (celková nebo molární)
  • je tepelná kapacita při stálém objemu (celková nebo molární)
  • a jsou příslušné měrné tepelné kapacity.


Protože je vždy větší než , je Poissonova konstanta vždy větší než 1.

Poissonova konstanta umožňuje popsat adiabatický děj:

,

kde je tlak plynu, je objem plynu a je Poissonova konstanta.

Pro ideální plyn lze konstantu odvodit z tvaru molekuly, který udává počet stupňů volnosti soustavy. Reálné plyny mají hodnotu této "konstanty" mírně odlišnou a navíc závislou na teplotě.

Značení

Poissonova konstanta je obvykle značena řeckým písmenem γ pro ideální plyny nebo řeckým písmenem κ pro reálné plyny. V technické praxi se používá též písmeno k latinské abecedy.

Výpočet

Podle definice platí , V této rovnici je molární tepelná kapacita při stálém tlaku, je molární tepelná kapacita při stálém objemu, je měrná tepelná kapacita při stálém tlaku a je měrná tepelná kapacita při stálém objemu.

Vlastnosti

Poněvadž je , platí vždy .

Hodnoty pro ideální plyny

Pro klasické ideální plyny lze Poissonovu konstantu určit z počtu stupňů volnosti dané molekuly podle vzorce:

kde f je počet stupňů volnosti dané molekuly.

  • Pro jednoatomové plyny (f=3) je
  • pro dvouatomové plyny (f=5) je
  • pro víceatomové plyny s pevnou molekulou (f=6) je
  • pro víceatomové plyny se semirigidní molekulou (f=7)

Hodnoty pro reálné plyny

Vzduch, který je z drtivé většiny složen z dvouatomových molekul kyslíku a dusíku, lze počítat přibližně jako dvouatomový plyn. Pro reálné dvou- a víceatomové plyny obvykle tato konstanta klesá s teplotou.

Poissonovy konstanty pro některé plyny za běžného tlaku[1]
TeplotaPlynκ TeplotaPlynκ TeplotaPlynκ
−200 °CH2[2]1,650 °CSuchý
vzduch
1,40−180 °CN21,43
−73 °C1,44400 °C1,3720 °C1,40
20 °C1,411000 °C1,32500 °C1,36
1000 °C1,362000 °C1,301000 °C1,32
2000 °C1,31−55 °CCO21,352000 °C1,30
−250 °C

1500 °C
He1,6720 °C1,29−73 °CCH41,34
400 °C1,2420 °C1,31
1000 °C1,18350 °C1,18
100 °C H2O1,332000 °C1,161000 °C1,11
200 °C1,3220 °CCO1,4020 °CNH31,29
500 °C1,281000 °C1,32450 °C1,20
1000 °C1,232000 °C1,290 °C až
500 °C
Ne, Ar
Xe, Kr
1,67
2000 °C1,19−180 °CO21,44
20 °CNO1,3720 °C1,4020 °CSO21,28
2000 °C1,29400 °C1,34250 °C1,22
20 °CN2O1,321000 °C1,3115 °CC2H61,20
20 °CNO21,282000 °C1,2815 °CC3H81,13

Související články

Reference

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.