Задача по физике Одноатомный идеальный газ совершает квазистатический процесс, определяемый уравнением P = α + β·V, где α и β некоторые постоянные величины, из состояния с P1 = 80 кПа и V1 = 6 л в состояние с P2 = 400 кПа и V2 = 3 л. Чему равно отношение средней молярной теплоемкость процесса к универсальной газовой постоянной? Ответ записать с точностью до десятых.
Для квазистатического процесса идеального газа справедлива формула:
Cm = ( (P2V2-P1V1)/(T2-T1) ) / n
где Cm - средняя молярная теплоемкость, P1, V1, T1 - начальное давление, объем и температура, P2, V2, T2 - конечное давление, объем и температура, n - количество вещества.
Также для идеального газа справедливо уравнение состояния:
P1V1/T1 = P2V2/T2
Отсюда можно выразить T2 как:
T2 = T1 (P2V2)/(P1*V1)
Подставив это в первое уравнение получим:
Cm = ( (P2V2-P1V1)/(T2-T1) ) / n = ( (P2V2 - P1V1) / (T1 (P2V2)/(P1V1) - T1) ) / n = (P2V2 - P1V1) / n / ((P2V2)/(P1*V1) - 1)
Так как процесс квазистатический, то можно использовать уравнение состояния для выражения n:
P1V1/T1 = nR <=> n = P1V1 / (RT1)
Теперь подставим это в формулу для Cm:
Cm = (P2V2 - P1V1) / (P1V1 / (RT1)) / (P2V2 / (P1V1) - 1) = R
Таким образом, отношение средней молярной теплоемкости процесса к универсальной газовой постоянной равно 1.
Для квазистатического процесса идеального газа справедлива формула:
Cm = ( (P2V2-P1V1)/(T2-T1) ) / n
где
Cm - средняя молярная теплоемкость,
P1, V1, T1 - начальное давление, объем и температура,
P2, V2, T2 - конечное давление, объем и температура,
n - количество вещества.
Также для идеального газа справедливо уравнение состояния:
P1V1/T1 = P2V2/T2
Отсюда можно выразить T2 как:
T2 = T1 (P2V2)/(P1*V1)
Подставив это в первое уравнение получим:
Cm = ( (P2V2-P1V1)/(T2-T1) ) / n = ( (P2V2 - P1V1) / (T1 (P2V2)/(P1V1) - T1) ) / n = (P2V2 - P1V1) / n / ((P2V2)/(P1*V1) - 1)
Так как процесс квазистатический, то можно использовать уравнение состояния для выражения n:
P1V1/T1 = nR <=> n = P1V1 / (RT1)
Теперь подставим это в формулу для Cm:
Cm = (P2V2 - P1V1) / (P1V1 / (RT1)) / (P2V2 / (P1V1) - 1) = R
Таким образом, отношение средней молярной теплоемкости процесса к универсальной газовой постоянной равно 1.