Сколько теплоты необходимо передать одному молю одноатомного идеального газа, чтобы его объем увеличился в 3 раза

Тема занятия: Тепловая емкость идеального газа

Разъяснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для тепловой емкости идеального газа при постоянном давлении:
Q = n * C_p * ΔT, где Q - теплота, необходимая для изменения температуры газа, n - количество вещества газа (в данном случае 1 моль), C_p - молярная теплоемкость при постоянном давлении и ΔT - изменение температуры.

Дано, что объем газа увеличивается в 3 раза, поэтому его начальный объем был V, а конечный объем стал 3V. Так как газ является одноатомным идеальным газом, его теплоемкость при постоянном давлении равна 3/2 * R, где R - универсальная газовая постоянная.

Используя формулу для тепловой емкости идеального газа, можем записать следующее:
Q = 1 * (3/2 * R) * ΔT

Так как теплота Q является функцией изменения температуры ΔT, а не начальной или конечной температуры, мы не можем однозначно определить начальную температуру газа без дополнительных данных. Для этого нам нужно знать начальную и конечную температуры газа или изменение температуры ΔT.

Дополнительный материал:
Задано, что начальная температура газа была 300 К, а конечный объем стал 3 раза больше. Требуется определить теплоту, необходимую для этого процесса.
Q = 1 * (3/2 * R) * ΔT
ΔT = T_f - T_i = 3V - V = 2V
Q = 1 * (3/2 * R) * 2V = 3RV

Совет: При решении задач, связанных с изменениями состояния газа, важно определить, какие параметры и данные вам известны. Проверьте формулы и используйте правильные единицы измерения. Обратите внимание на знаки в формулах и учтите, какие значения должны быть положительными или отрицательными.

Проверочное упражнение:
Начальная температура газа равна 400 К, а конечный объем в 4 раза больше. Определите теплоту, необходимую для этого процесса.