Задачи › Теплоёмкость, политропические процессы

Отношение теплоёмкостей из двух нагревов

  1. Отношение теплоёмкостей из двух нагревов

    МОШ 2017/18, 11 кл.
    5/10

    Экспериментально определить отношение теплоёмкостей газа при постоянном давлении и постоянном объёме \(\gamma = \dfrac{c_p}{c_V}\) можно следующим методом. Определённое количество молей газа \(\nu\), начальные значения объёма и давления которого равны \(V\) и \(p\), нагревают дважды с помощью спирали, по которой пропускают один и тот же ток в течение одинакового времени: сначала "— при постоянном объёме, причём конечное давление составляет \(p_1\), затем "— при постоянном давлении, причём конечный объём составляет \(V_2\). Найдите по этим данным \(\gamma\), считая газ идеальным. Теплоёмкостью спирали и стенок сосуда можно пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    По закону Джоуля-Ленца в обоих нагревах газу передано одно и то же количество теплоты. Выразите через него изменения температуры из уравнения состояния.

    Ответ

    \(\gamma = \dfrac{V(p_1 - p)}{p_1(V_2 - V)}\).

    Решение

    В обоих случаях в соответствии с законом Джоуля-Ленца газу передано одинаковое количество теплоты \(\Delta Q_1 = \Delta Q_2 = \Delta Q\).

    При изохорическом нагревании: \[\Delta Q = \nu c_V\Delta T_1 = \nu c_V\frac{V(p_1 - p)}{\nu R} = c_V\frac{V(p_1 - p)}{R}.\] При изобарическом нагревании: \[\Delta Q = \nu c_p\Delta T_2 = \nu c_p\frac{p_1(V_2 - V)}{\nu R} = c_p\frac{p_1(V_2 - V)}{R}.\] Окончательно получаем: \[\gamma = \frac{c_p}{c_V} = \frac{V(p_1 - p)}{p_1(V_2 - V)} .\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи