Процесс с постоянной теплоёмкостью и изохора
5/10С одноатомным идеальным газом происходит процесс, в котором его теплоёмкость остаётся постоянной, а газ совершает работу \(A\) (\(A>0\)). Затем с газом происходит изохорический процесс, в котором его температура возвращается к первоначальному значению, а газ получает количество теплоты \(Q = 3A/2\). Определить молярную теплоёмкость газа в первом процессе.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВо втором процессе температура возвращается к исходной, значит, в первом она сначала изменилась на ту же величину с обратным знаком. Запишите первое начало термодинамики для обоих процессов.
Ответ\(C = \dfrac{R}{2}\).
РешениеВо втором (изохорическом) процессе \(Q>0\), значит газ нагревается: \(\Delta T_2>0\). Поскольку температура возвращается к первоначальному значению, в первом процессе \(\Delta T_1 = -\Delta T_2 < 0\). Пусть \(\nu\) — количество вещества, \(C\) — молярная теплоёмкость. Первое начало для первого процесса: \[\nu C\,\Delta T_1 = \frac{3}{2}\nu R\,\Delta T_1 + A \quad\Rightarrow\quad \Delta T_2 = \frac{A}{\nu\left(\frac{3}{2}R - C\right)}.\] Для второго процесса \(Q = \dfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T_2\), откуда \[Q = \frac{3}{2}\cdot\frac{AR}{\frac{3}{2}R - C} \quad\Rightarrow\quad C = \frac{3}{2}R\,\frac{Q-A}{Q} = \frac{R}{2}.\]
Похожие задачи
- Это что за газ? ВсОШ 2011/12, 10 кл.
- Диссоциация двухатомного газа МОШ 2015/16, 11 кл.
- Теплоёмкость процесса с азотом МОШ 2019/20, 11 кл.
- Процесс V ∝ T^(5/2) Росатом 2019/20, 11 кл.
- Малые изменения параметров идеального газа Физтех 2020/21, 10 кл.
- Нагрев «загадочного» вещества СПбГУ 2021/22, 8 кл.