Разделы 
Дополнительно
Задача по физике -
13208
2020-02-16 
В цилиндре под поршнем находится при нормальных условиях порция гелия в количестве $\nu = 2 моль$. Ей сообщают количество теплоты $Q = 100 Дж$, при этом температура гелия увеличивается на $\Delta T = 10 К$. Оцените изменение объема газа, считая его теплоемкость в этом процессе постоянной.
Решение:
В условии задачи сказано про постоянную теплоемкость - это сделано для того, чтобы исключить экзотические процессы, в которых давление и температура при небольших добавках энергии могут очень сильно меняться (вначале в одну сторону, потом в другую). Считая изменение условий (давление, температура) малыми - мы это еще проверим, - получим
$Q = p \Delta V + \nu C_{V} \Delta T$,
где $p = 10^{5} Па$ - нормальное атмосферное давление, $C_{V} = \frac{3}{2}R$ - молярная теплоемкость гелия при постоянном объеме. Отсюда получаем
$\Delta V = \frac{Q - \nu C_{V} \Delta T }{p} = - 1,5 \cdot 10^{-3} м^{3}$.
Итак, объем уменьшается на 1,5 литра.
По сравнению с начальным значением (при нормальных условиях) $2 \cdot 22,4 л \approx 45 л$ это изменение и в самом деле невелико.
В цилиндре под поршнем находится при нормальных условиях порция гелия в количестве $\nu = 2 моль$. Ей сообщают количество теплоты $Q = 100 Дж$, при этом температура гелия увеличивается на $\Delta T = 10 К$. Оцените изменение объема газа, считая его теплоемкость в этом процессе постоянной.
Решение:
В условии задачи сказано про постоянную теплоемкость - это сделано для того, чтобы исключить экзотические процессы, в которых давление и температура при небольших добавках энергии могут очень сильно меняться (вначале в одну сторону, потом в другую). Считая изменение условий (давление, температура) малыми - мы это еще проверим, - получим
$Q = p \Delta V + \nu C_{V} \Delta T$,
где $p = 10^{5} Па$ - нормальное атмосферное давление, $C_{V} = \frac{3}{2}R$ - молярная теплоемкость гелия при постоянном объеме. Отсюда получаем
$\Delta V = \frac{Q - \nu C_{V} \Delta T }{p} = - 1,5 \cdot 10^{-3} м^{3}$.
Итак, объем уменьшается на 1,5 литра.
По сравнению с начальным значением (при нормальных условиях) $2 \cdot 22,4 л \approx 45 л$ это изменение и в самом деле невелико.
