Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 15359
2021-07-14 
В установке для измерения теплоемкостей газов исследуемый газ под небольшим избыточным давлением прокачивается через трубку внутри которой находится нагреватель известной мощности. Измеряется разность температур газа на входе и выходе трубки и количество газа, прошедшего через трубку в единицу времени. Считая, что все тепло, выделяемое нагревателем передается газу, найдите величину теплоемкости, измеряемой в этом опыте. На сколько измеренная теплоемкость отличается от теплоемкости при постоянном объеме?
Решение:
Пусть в стационарном режиме в единицу времени на вход в трубку поступает 1 моль газа. Обозначим давление газа на входе через $p_{1}$, а температуру через $T_{1}$. Работа, совершенная компрессором над газом, будет равна $p_{1}V_{1} = RT_{1}$. На выходе эта порция газа совершит работу против внешнего давления равную $p_{2}V_{2} = RT_{2}$, где $p_{2}$ - внешнее давление, а $T_{2}$ - температура газа на выходе. Используя первое начало термодинамики, можно записать
$Q = C_{V}(T_{2} - T_{1}) + p_{1}V_{1} - p_{2}V_{2} = C_{V} \Delta T + R \Delta T = C_{p} \Delta T$,
где $Q$ - подведенное к 1 молю газа количество теплоты. Мы получили, что в данном опыте измеряется теплоемкость при постоянном давлении которая отличается от теплоемкости при постоянном объеме на $R$.
При решении мы нигде не использовали малость разности давлений иа концах трубки Значит ли это, что полученный результат будет справедлив и при больших перепадах давления? Нет, не значит, поскольку в этом случае при написании энергетического баланса мы не можем пренебрегать кинетической энергией поступательного движения газа.
В установке для измерения теплоемкостей газов исследуемый газ под небольшим избыточным давлением прокачивается через трубку внутри которой находится нагреватель известной мощности. Измеряется разность температур газа на входе и выходе трубки и количество газа, прошедшего через трубку в единицу времени. Считая, что все тепло, выделяемое нагревателем передается газу, найдите величину теплоемкости, измеряемой в этом опыте. На сколько измеренная теплоемкость отличается от теплоемкости при постоянном объеме?
Решение:
Пусть в стационарном режиме в единицу времени на вход в трубку поступает 1 моль газа. Обозначим давление газа на входе через $p_{1}$, а температуру через $T_{1}$. Работа, совершенная компрессором над газом, будет равна $p_{1}V_{1} = RT_{1}$. На выходе эта порция газа совершит работу против внешнего давления равную $p_{2}V_{2} = RT_{2}$, где $p_{2}$ - внешнее давление, а $T_{2}$ - температура газа на выходе. Используя первое начало термодинамики, можно записать
$Q = C_{V}(T_{2} - T_{1}) + p_{1}V_{1} - p_{2}V_{2} = C_{V} \Delta T + R \Delta T = C_{p} \Delta T$,
где $Q$ - подведенное к 1 молю газа количество теплоты. Мы получили, что в данном опыте измеряется теплоемкость при постоянном давлении которая отличается от теплоемкости при постоянном объеме на $R$.
При решении мы нигде не использовали малость разности давлений иа концах трубки Значит ли это, что полученный результат будет справедлив и при больших перепадах давления? Нет, не значит, поскольку в этом случае при написании энергетического баланса мы не можем пренебрегать кинетической энергией поступательного движения газа.
