Каково отношение количества теплоты, которое получает одноатомный идеальный газ при изохорном нагревании на 1 К, к количеству теплоты, полученному газом при изобарном нагревании на 1 К?

Физика 11 класс Термодинамика отношение количества теплоты одноатомный идеальный газ изохорное нагревание изобарное нагревание физика 11 класс Новый

Чтобы найти отношение количества теплоты, которое получает одноатомный идеальный газ при изохорном нагревании к количеству теплоты, полученному газом при изобарном нагревании, необходимо рассмотреть формулы для расчета теплоты в этих двух процессах.

1. Изохорный процесс: В изохорном процессе объем газа остается постоянным. Количество теплоты, получаемое газом, можно вычислить по формуле:

• Q_изохор = n * C_v * ΔT

где:

• Q_изохор — количество теплоты при изохорном процессе;
• n — количество молей газа;
• C_v — удельная теплоемкость при постоянном объеме;
• ΔT — изменение температуры (в данном случае 1 К).

Для одноатомного идеального газа удельная теплоемкость при постоянном объеме C_v равна 3/2 R, где R — универсальная газовая постоянная. Подставляя это значение, получаем:

• Q_изохор = n * (3/2 R) * 1 = (3/2) n R.

2. Изобарный процесс: В изобарном процессе давление газа остается постоянным. Количество теплоты, получаемое газом, рассчитывается по формуле:

• Q_изобар = n * C_p * ΔT

где:

• Q_изобар — количество теплоты при изобарном процессе;
• C_p — удельная теплоемкость при постоянном давлении.

Для одноатомного идеального газа удельная теплоемкость при постоянном давлении C_p равна 5/2 R. Подставляя это значение, получаем:

• Q_изобар = n * (5/2 R) * 1 = (5/2) n R.

3. Теперь найдем отношение Q_изохор к Q_изобар:

• Отношение = Q_изохор / Q_изобар = [(3/2) n R] / [(5/2) n R].

Сокращая одинаковые множители (n и R), получаем:

• Отношение = (3/2) / (5/2) = 3/5.

Ответ: Отношение количества теплоты, которое получает одноатомный идеальный газ при изохорном нагревании на 1 К, к количеству теплоты, полученному газом при изобарном нагревании на 1 К, равно 3/5.