Молярна теплоємність - величина рівна кількості теплоти, яка необхідна для нагрівання 1 моля речовини на 1 К

(2.41)

Одиниця молярної теплоємності (Дж/(моль·К). Питома теплоємність пов'язана з молярною співвідношенням:

C_m=c·M.(2.42)

Розрізняють молярні теплоємності при сталому об'ємі і сталому тиску C_v і C_p

(2.43)

(2.44)

Порівнюючи теплоємності C_v і C_p отримаємо:

С_Р=С_v+R.(2.45)

Цей вираз називається рівнянням Майєра. З нього виходить, що С_р завжди більша за С_v на величину універсальної газової сталої R.

З цього можна визначити фізичний зміст універсальної газової сталої R. Вона чисельно дорівнює роботі ізобарного розширення одного моля ідеального газу при нагріванні його на 1°.

При розгляді термодинамічних процесів важливо знати характерне для кожного газу відношення С_р до С_v:

(2.46)

Згідно класичної теорії, теплоємність газів не залежить від температури проте дослід доводить, що це не так.

Сv

T

Рисунок 2.38.

На рисунку 2.38. показана експериментальна залежність С_v для водню. Вивчення цієї залежності показує, що в температурних інтервалах DТ₁, DТ₂, DТ₃ теплоємність не залежить від температури, але в цілому збільшується з підвищенням температури. Такий хід залежності можна пояснити, відмовившись від закону про рівномірний розподіл енергії за ступенями свободи молекул. Можна припустити, що число ступенів свободи збільшується з підвищенням температури. При низьких температурах (DТ₁) енергія розподіляється тільки між ступенями свободи поступального руху С_v=3R/2. При середніх температурах (DТ₂) молекули починають обертатися С_v=5R/2. При подальшому підвищенні температури "збуджуються" і ступені свободи коливального руху. При високих температурах (DТ₃) С_v=7R/2. Неточність закону про рівномірний розподіл енергії по ступенях свободи молекул пояснюється тим, що рух молекул не підпорядковується законам класичної механіки і класичної статистики. Залежність С_v від Т пояснює квантова теорія теплоємкостей.