2017-12-05
На графике (рис.) представлен процесс, происходящий с газообразным гелием. Найти изменение внутренней энергии, а также удельную теплоемкость гелия в этом процессе.
Решение:
$\Delta U = \frac{3}{2} \frac{m}{M} R \Delta T = \frac{3}{2} (p_{2}V_{2} - p_{1}V_{1})$;
$Q = \Delta U + A = \frac{3}{2} (p_{2}V_{2} - p_{1}V_{1}) + \frac{p_{1} + p_{2}}{2} (V_{2} - V_{1}) = \frac{1}{2} (3p_{2}V_{2} - 3 p_{1}V_{1} + p_{1}V_{2} + p_{2}V_{2} - p_{1}V_{1} - p_{2}V_{1}) = \frac{1}{2} (4p_{2}V_{2} - 4p_{1}V_{1} + p_{1}V_{2} - p_{2}V_{1})$;
$c = \frac{Q}{m \Delta T} = \frac{ \frac{1}{2} ( 4p_{2}V_{2} - 4p_{1}V_{1} + p_{1}V_{2} - p_{2}V_{1})R}{(p_{2}V_{2} - p_{1}V_{1})M} = \frac{2R}{M}$,
так как здесь $\frac{p_{1}}{p_{2}} = \frac{V_{1}}{V_{2}} \Leftrightarrow p_{1}V_{2} - p_{2}V_{1} = 0$.
$c = 4,155 \cdot 10^{3} \frac{Дж}{кг \cdot К}$.