Каковы связи между изохорной и изобарной теплоемкостями?

Физика Университет Термодинамика изохорная теплоемкость изобарная теплоемкость связь между теплоемкостями физика теплоемкости термодинамика теплоемкости Новый

Изохорная и изобарная теплоемкости являются важными термодинамическими характеристиками, которые описывают, как вещества реагируют на изменение температуры при постоянном объеме и давлении соответственно. Давайте подробнее рассмотрим их связи.

Определения теплоемкостей:

• Изохорная теплоемкость (Cv): Это количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на один градус при постоянном объеме.
• Изобарная теплоемкость (Cp): Это количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на один градус при постоянном давлении.

Связь между Cv и Cp:

Существует важная связь между изохорной и изобарной теплоемкостями, которая выражается через уравнение:

Cp = Cv + R

где R - универсальная газовая постоянная. Это уравнение применимо для идеальных газов.

Объяснение связи:

1. При постоянном объеме (изохорный процесс) вся подводимая теплота идет на увеличение внутренней энергии системы, так как работа не совершается (объем не меняется).
2. При постоянном давлении (изобарный процесс) подводимая теплота идет как на увеличение внутренней энергии, так и на выполнение работы против внешних сил, так как объем может изменяться.
3. Таким образом, для изобарного процесса нужно больше теплоты для достижения той же температуры, чем для изохорного процесса, поскольку часть теплоты используется для совершения работы.

Заключение:

Связь между изохорной и изобарной теплоемкостями показывает, как разные условия (постоянный объем и постоянное давление) влияют на количество теплоты, необходимое для изменения температуры. Понимание этой связи важно для решения задач термодинамики и изучения свойств газов.