Теплоёмкость газа в левой части цилиндра

При увеличении давления на поршень газ в левой части цилиндра сжимается, и вся теплоизолированная система нагревается. При этом температура газа в левой и правой частях цилиндра будет одинакова, поскольку перегородка теплопроводящая, а процесс медленный. В этом процессе газ в левой части цилиндра будет отдавать тепло газу в правой части цилиндра, так как над газом в правой части работа не совершается, и его температура \(T\) может подниматься только за счёт теплопередачи. Для нагрева идеального одноатомного газа массой \(m_2\) на температуру \(\Delta T\) необходимо затратить количество теплоты \(\Delta Q_2 = \dfrac{3}{2}\dfrac{m_2}{\mu}R\Delta T\), где \(\mu\) — молярная масса газа. Это тепло отводится от левой части газа массой \(m_1\): \(\Delta Q_1 = -\Delta Q_2 = -\dfrac{3}{2}\dfrac{m_2}{\mu}R\Delta T\). Поэтому теплоёмкость газа в левой части цилиндра в рассматриваемом процессе отрицательна и равна \(C = \dfrac{\Delta Q_1}{\Delta T} = -\dfrac{3}{2}\dfrac{m_2}{\mu}R\), а молярная теплоёмкость равна \[C_\mu = \dfrac{C}{m_1/\mu} = -\dfrac{3}{2}\dfrac{m_2}{m_1}R.\] Теплоёмкость получилась отрицательной, потому что в данном процессе газ в левой части цилиндра отдаёт тепло, но его температура при этом повышается.