Задачи › Теплоёмкость, политропические процессы

Элементарный шаг с нулевой теплоёмкостью

  1. Элементарный шаг с нулевой теплоёмкостью

    Физтех 2023/24, 10 кл.
    5/10

    Один моль идеального одноатомного газа расширяется в процессе \(P = P_0 - \alpha \times V\), где \(P_0 = 100\) \(\text{Па}\), \(\alpha = 25\) \(\text{кПа/м}^3\). На некотором элементарном шаге работа, совершённая газом, равна убыли внутренней энергии газа. Найдите приближённо объём газа на этом элементарном шаге. Ответ приведите в литрах \([\text{л}]\) и округлите до десятых.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Работа газа равна убыли внутренней энергии — значит, теплоёмкость газа на этом шаге равна нулю. Найдите теплоёмкость в данном процессе через первое начало термодинамики.

    Ответ

    \(2{,}5\) \(\text{л}\).

    Решение

    Теплоёмкость идеального газа в процессе с \(\Delta P/\Delta V = -\alpha\): \[C = C_V + \frac{R}{1 + \dfrac{V}{P}\dfrac{\Delta P}{\Delta V}} = C_V + R\,\frac{P_0 - \alpha V}{P_0 - 2\alpha V}.\] Если на элементарном шаге работа газа равна убыли внутренней энергии, то \(C = 0\). С учётом \(C_V = \dfrac{3}{2}R\) отсюда \(V = \dfrac{5P_0}{8\alpha}\). Для данных задачи \(V = \dfrac{5\cdot 100}{8\cdot 25\,000}~\text{м}^3 = 2{,}5\cdot 10^{-3}~\text{м}^3 = 2{,}5\) \(\text{л}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи