Задачи › Теплоёмкость, политропические процессы

Аргон в политропном процессе

  1. Аргон в политропном процессе

    Физтех 2023/24, 10 кл.
    5/10

    Один моль аргона расширяется в процессе \(P^2V = \text{const}\), где \(P\) — давление, \(V\) — объём. Начальная температура аргона \(150\) \(\text{К}\). Отношение максимального давления аргона к минимальному равно \(4\). Найдите количество теплоты, сообщённое аргону в этом процессе. Ответ приведите в \([\text{кДж}]\) и округлите до десятых. Универсальная газовая постоянная \(8{,}31\) \(\text{Дж/(моль}\cdot\text{К)}\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Найдите, как связаны давление и температура в этом процессе, и вычислите теплоёмкость газа в нём. Полученная теплоёмкость постоянна.

    Ответ

    \(13{,}1\) \(\text{кДж}\).

    Решение

    Процесс \(P^2V = \text{const}\) — политропа \(PV^{1/2} = \text{const}\) с показателем \(n = \tfrac12\), поэтому теплоёмкость \(C = C_V - \dfrac{R}{n-1} = \dfrac{7}{2}R\). Из уравнения состояния и \(P^2V = \text{const}\) следует \(PT = \text{const}\), откуда \(\dfrac{T_2}{T_1} = \dfrac{P_1}{P_2}\). Теплота \[Q = C(T_2 - T_1) = \frac{7}{2}RT_1\left(\frac{P_1}{P_2} - 1\right),\] где \(T_1\) — начальная температура, \(P_1\) и \(P_2\) — максимальное и минимальное давления. Для данных задачи \(Q = \dfrac{7}{2}\cdot 8{,}31\cdot 150\cdot 3~\text{Дж} \approx 13{,}1\) \(\text{кДж}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи