Задачи › Теплоёмкость, политропические процессы

Теплоёмкость вблизи состояния

  1. Теплоёмкость вблизи состояния

    Физтех 2023/24, 11 кл.
    4/10

    Гелий сжимают от объёма \(V_1\) до объёма \(V_2\) в квазистатическом процессе, график зависимости давления от объёма \(P(V)\) представлен на рисунке. Температура газа в состояниях \(1\) и \(2\) одинакова. Отношение объёма \(V_1\) к объёму \(V_2\) равно \(1{,}5\). Найдите молярную теплоёмкость гелия в процессе, вблизи состояния \(1\). Ответ приведите в \(\text{Дж/(моль}\cdot\text{К)}\) и округлите до десятых. Универсальная газовая постоянная \(8{,}31\text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Молярная теплоёмкость процесса: \(C = C_V + R\,\dfrac{\Delta V/V}{\Delta P/P + \Delta V/V}\). Найдите связь \(\Delta P\) и \(\Delta V\) на прямолинейном участке графика вблизи состояния \(1\).

    Ответ

    \(-4{,}2\text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\).

    Решение

    Теплоёмкость идеального газа в процессе \(C = C_V + R\,\dfrac{\Delta V/V}{\Delta P/P+\Delta V/V}\). С учётом параметров задачи (равенство температур в состояниях \(1\) и \(2\), \(n = V_1/V_2 = 1{,}5\)) получаем \(C_1 = C_V - \dfrac{R}{n-1}\), где \(C_V = \dfrac32 R\). Отсюда \(C_1 = \dfrac32\cdot 8{,}31 - \dfrac{8{,}31}{0{,}5} \approx -4{,}2\text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи