2014-06-16
В баллоне содержится $\nu$ молей одноатомного идеальною газа при температуре $T$. При изохорическом нагревании газа средняя скорость молекул газа увеличилась в $n$ раз. Найти количество теплоты, подведенное к газу.
Решение:
Первый закон термодинамики для изохорического нагревания $\nu$ молей одноатомною идеальною газа даст
$Q= \Delta U = \frac{3}{2} \nu R \Delta T$,
где $\Delta T$ - изменение температуры газа; $R$ - универсальная газовая постоянная. Температура связана со средней кинетической энергией движения молекул. Поэтому
$\frac{3}{2} k \Delta T = \Delta \left ( \frac{mv^{2}}{2} \right )_{ср} = \left ( \frac{mv^{2}}{2} \right )_{ср} (n^{2} - 1) = \frac{3}{2} kT (n^{2} - 1)$,
где $T$ - начальная температура газа. Отсюда получаем
$Q = \frac{3}{2} \nu RT (n^{2} - 1)$.