Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13256
2020-02-16 
Моль гелия медленно расширяется от объема 10 л до объема 10,1 л, при этом давление газа плавно уменьшается от 1 атм до 0,985 атм. Найдите теплоемкость гелия в этом процессе.
Решение:
На малом участке кривой зависимости давления от объема (а в условии задачи участок совсем мал) можно считать среднее давление равным
$p_{ср} = \frac{1}{2} ( p_{нач} + p_{кон} ) = \frac{1}{2} (1 + 0,985) \cdot 10^{5} Па = 99250 Па$.
Тогда работа газа на этом участке равна
$A = p_{ср} \Delta V = 9,925 Дж$
(конечно же, точность нашей оценки не соответствует числу выписанных цифр, но мы не забудем округлить в конце решения...).
Посчитаем приращение внутренней энергии на данном участке:
$\Delta U = U_{кон} - U_{нач} = \frac{3}{2} RT_{кон} - \frac{3}{2} RT_{нач} = \frac{3}{2} (p_{нач}V_{кон} - p_{кон}V_{нач} ) = \frac{3}{2} (0,985 \cdot 10^{5} \cdot 10,1 \cdot 10^{-3} - 1 \cdot 10^{5} \cdot 10 \cdot 10^{-3}) Дж = -7,725 Дж$.
Итак, энергия нашего газа уменьшилась на 7,725 Дж.
Полученное газом количество теплоты равно
$Q = A + \Delta U = 9,925 Дж - 7,725 Дж = 2,2 Дж$.
Теплоемкость моля гелия при этом равна
$C = \frac{Q}{ \Delta T} = \frac{Q}{ \frac{ \Delta U}{1,5R} } = - 3,55 Дж/(моль \cdot К)$.
Теплоемкость получилась отрицательной - бывает.
Моль гелия медленно расширяется от объема 10 л до объема 10,1 л, при этом давление газа плавно уменьшается от 1 атм до 0,985 атм. Найдите теплоемкость гелия в этом процессе.
Решение:
На малом участке кривой зависимости давления от объема (а в условии задачи участок совсем мал) можно считать среднее давление равным
$p_{ср} = \frac{1}{2} ( p_{нач} + p_{кон} ) = \frac{1}{2} (1 + 0,985) \cdot 10^{5} Па = 99250 Па$.
Тогда работа газа на этом участке равна
$A = p_{ср} \Delta V = 9,925 Дж$
(конечно же, точность нашей оценки не соответствует числу выписанных цифр, но мы не забудем округлить в конце решения...).
Посчитаем приращение внутренней энергии на данном участке:
$\Delta U = U_{кон} - U_{нач} = \frac{3}{2} RT_{кон} - \frac{3}{2} RT_{нач} = \frac{3}{2} (p_{нач}V_{кон} - p_{кон}V_{нач} ) = \frac{3}{2} (0,985 \cdot 10^{5} \cdot 10,1 \cdot 10^{-3} - 1 \cdot 10^{5} \cdot 10 \cdot 10^{-3}) Дж = -7,725 Дж$.
Итак, энергия нашего газа уменьшилась на 7,725 Дж.
Полученное газом количество теплоты равно
$Q = A + \Delta U = 9,925 Дж - 7,725 Дж = 2,2 Дж$.
Теплоемкость моля гелия при этом равна
$C = \frac{Q}{ \Delta T} = \frac{Q}{ \frac{ \Delta U}{1,5R} } = - 3,55 Дж/(моль \cdot К)$.
Теплоемкость получилась отрицательной - бывает.
