Тепловая емкость идеального газа
1. Сколько теплоты поглощает гелий в процессе, если он совершает работу 0,8 кДж и его температура повышается на
1. Сколько теплоты поглощает гелий в процессе, если он совершает работу 0,8 кДж и его температура повышается на 10 К, при его массе 32 г?
2. Какое значение снижается у давления газа при охлаждении идеального одноатомного газа в закрытом сосуде объемом 0,6 м³, если его внутренняя энергия уменьшается на 1,8 кДж?
2. Какое значение снижается у давления газа при охлаждении идеального одноатомного газа в закрытом сосуде объемом 0,6 м³, если его внутренняя энергия уменьшается на 1,8 кДж?
19.12.2023 06:48
Написать свой ответ:
Описание:
Тепловая емкость (C) идеального газа определяет, сколько теплоты (Q) нужно передать или отнять от газа, чтобы изменить его температуру (ΔT). Формула для расчета теплоты, поглощаемой или выделяемой газом, выглядит следующим образом:
Q = C * ΔT
Для идеального газа (который считается адиабатическим), тепловая емкость при постоянном объеме (Cv) и при постоянном давлении (Cp) связаны соотношением:
Cp = Cv + R
где R - универсальная газовая постоянная.
Дополнительный материал:
1. Для решения первой задачи нам понадобится использовать уравнение Q = C * ΔT. В данном случае, работа (W) равна 0,8 кДж (или 800 Дж), ΔT равно 10 К, а масса (m) гелия равна 32 г. Тепловая емкость (C) газа может быть выражена как:
C = Q / ΔT
Сначала вычислим Q, используя формулу Q = W:
Q = 0,8 кДж
Затем рассчитаем C, подставив значения в уравнение:
C = Q / ΔT = 0,8 кДж / 10 К = 0,08 кДж/К
Наконец, подставим массу (m) гелия и найденное значение C в формулу теплоты, чтобы определить, сколько теплоты поглощает газ в процессе:
Q = C * ΔT = 32 г * 0,08 кДж/К * 10 К = 25,6 кДж
2. Для решения второй задачи нам понадобится использовать то же уравнение Q = C * ΔT. В данном случае внутренняя энергия газа (ΔU) равна 1,8 кДж (или 1800 Дж), а объем газа (V) равен 0,6 м³. Тепловая емкость газа при постоянном давлении (Cp) может быть выражена как:
Cp = ΔU / ΔT
Мы хотим найти, насколько снизится давление (ΔP). В идеальном газе, при постоянном объеме идеального газа, мы имеем явление ΔU = Q. Значит:
Cp = Cv + R = δQ / δT (здесь "δ" - обозначение адиабатической производной)
Cp = δQ / δT = ΔP / ΔT * V
Далее преобразуем формулу:
ΔP = Cp * ΔT / V
Подставим значения в уравнение:
ΔP = 1800 Дж / 0,6 м³ = 3000 Па (Паскаль)
Советы:
- При работе с теплотой и тепловой емкостью, обратите внимание на единицы измерения и объемы, чтобы правильно решить задачу.
- Убедитесь, что вы знаете значения универсальной газовой постоянной (R) и правила использования тепловой емкости при постоянном объеме и при постоянном давлении.
Упражнение:
3. Сколько теплоты будет поглощено 5 г воздуха, если его температура повысится на 20 К и он совершит работу 2 кДж? (Универсальная газовая постоянная равна 8,314 Дж/(моль·К))