2018-04-16
Найти молярную теплоемкость идеального газа при политропическом процессе $pV^{ n} = const$, если показатель адиабаты газа равен $\gamma$. При каких значениях показателя политропы $n$ теплоемкость газа будет отрицательной?
Решение:
В политропном процессе работа, выполняемая газом
$A = \frac{ \nu R (T_{i} - T_{f} ) }{n - 1}$
(где $T_{i}$ и $T_{f}$ являются начальной и конечной температурой газа, как в адиабатическом процессе) и $\Delta U = \frac{ \nu R}{ \gamma - 1} (T_{f} - T_{i})$
По первому закону термодинамики $Q = \Delta U + A$
$= \frac{ \nu R}{ \gamma - 1} (T_{f} - T_{i}) + \frac{ \nu R}{n - 1} (T_{i} - T_{f}) = (T_{f} - T_{i} ) \nu R \left [ \frac{1}{ \gamma - 1} - \frac{1}{n - 1} \right ] = \frac{ \nu R (n - \gamma) }{(n - 1)( \gamma - 1) } \Delta T$
Согласно определению молярной теплоемкости когда количество молей $\nu = 1$ и $\Delta T = 1$, тогда $Q$ - молярная теплоемкость.
Итак, $C_{n} = \frac{R(n - \gamma) }{(n - 1))( \gamma - 1) } < )$ для $1 < n < \gamma$