В статье разбираем задачи на теплоемкость газа. И сначала немного теории.
Теплоемкость определяется отношением
Если . В других случаях теплоемкость – это предел вида
В изопроцессах наиболее просто теплоемкость определяется в адиабатном процессе: поскольку в нем , то
.
Так же просто и в изотермическом процессе: там , поэтому
.
В изохорном процессе , поэтому
, и
В изобарическом процессе ,
, и
Формула Майера связывает теплоемкость в изохорном и изобарном процессах:
Молярная теплоемкость – теплоемкость одного моля:
Удельная теплоемкость
Задача 1. Газообразный гелий из начального состояния 1 расширяется в процессе 1-2, в котором давление прямо пропорционально объему, при этом к газу подводится количество теплоты Дж. Затем газ расширяется в процессе 2-3 с постоянной теплоемкостью, совершая работу
Дж. Температуры в состояниях 1 и 3 равны.
- Найдите количество теплоты, подведенное к газу в процессе 2-3.
- Найдите молярную теплоемкость газа в процессе 2-3, выразив ее через
.

К задаче 1
Решение. Запишем первое начало для процессов 1-2 и 2-3.
Так как процесс 1-2 – это прямая пропорциональность, то для него конечное давление в раз больше начального и при этом конечный объем также в
раз больше начального. Работа в таком процессе может быть записана как
А внутренняя энергия
Тогда полученное количество теплоты
Теперь подставим это в выражение для процесса 2-3:
Определим молярную теплоемкость в этом процессе:
Молярная теплоемкость отрицательна, так как процесс лежит под адиабатой.
Ответ: 1) 150 Дж; 2)
Задача 2. Идеальный одноатомный газ участвует в квазистатическом процессе, при котором давление газа зависит от температуры так, как показано на графике. Количество вещества газа неизменно. Найдите все точки графика, которые соответствуют моментам, когда теплоемкость такая же, как и в точке А.

К задаче 2
Решение. Рассмотрим график. Его начальный участок – прямая, то есть, в этих осях, изохора. Так как точка принадлежит изохоре, то у всех точек на этой изохоре такая же теплоемкость. Но это еще не решение задачи.

Рисунок 2
Такая же теплоемкость у любой точки, принадлежащей любой изохоре, такой, которая совпадала бы с графиком. Проведем касательную к графику, такую, чтобы она исходила из точки начала координат. В точке она совпадает с графиком, поэтому теплоемкость точки
такая же, как и у точки
.

Рисунок 3
Ответ: точки на красном участке и точка В.
Анна, спасибо за хороший подбор задач по теме: Горизонтальный бросок, а самое...
Эта потеря есть для обоих лучей. Ведь каждый в итоге отразился от...
Доброго времени суток! Разве во второй задаче не надо учесть потерю половины...
...
[latexpage] $$\Delta l_1=\frac{(m_A+M)g}{k_1}$$ $$\Delta l_2=\frac{Mg}{k_2}$$ $$\Delta l_1+\Delta...