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?
Физика11 классТермодинамикаотношение количества теплотыодноатомный идеальный газизохорное нагреваниеизобарное нагреваниефизика 11 класс
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:
где:
Для одноатомного идеального газа удельная теплоемкость при постоянном объеме C_v равна 3/2 R, где R — универсальная газовая постоянная. Подставляя это значение, получаем:
2. Изобарный процесс: В изобарном процессе давление газа остается постоянным. Количество теплоты, получаемое газом, рассчитывается по формуле:
где:
Для одноатомного идеального газа удельная теплоемкость при постоянном давлении C_p равна 5/2 R. Подставляя это значение, получаем:
3. Теперь найдем отношение Q_изохор к Q_изобар:
Сокращая одинаковые множители (n и R),получаем:
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.