Построить на одном чертеже графики зависимостей теплоты, переданной одноатомному, двухатомному, трехатомному газу, от температуры для изохорического и изобарического процесса
Для построения графиков зависимостей теплоты, переданной одноатомному, двухатомному и трехатомному газам от температуры в изохорическом и изобарическом процессах, давайте сначала вспомним основные формулы.
Изохорический процесс V=constV = constV=const: В этом процессе теплота QQQ, переданная газу, определяется по формуле: Q=nCvΔT
Q = n C_v \Delta T Q=nCvΔT
где:
nnn — количество молей газа,CvC_vCv — удельная теплоемкость при постоянном объеме дляодноатомногогаза(Cv=32R),длядвухатомного—(Cv=52R),длятрехатомного—(Cv≈62R)науровнеклассическойстатистикидля одноатомного газа (C_v = \frac{3}{2} R), для двухатомного — (C_v = \frac{5}{2} R), для трехатомного — (C_v \approx \frac{6}{2} R) на уровне классической статистикидляодноатомногогаза(Cv=23R),длядвухатомного—(Cv=25R),длятрехатомного—(Cv≈26R)науровнеклассическойстатистики,ΔT\Delta TΔT — изменение температуры.
Изобарический процесс P=constP = constP=const: В изобарическом процессе теплота, переданная газу, выражается как: Q=nCpΔT
Q = n C_p \Delta T Q=nCpΔT
где:
CpC_pCp — удельная теплоемкость при постоянном давлении дляодноатомногогаза(Cp=52R),длядвухатомного(Cp=72R),длятрехатомного(Cp≈72R+R=92R)для одноатомного газа (C_p = \frac{5}{2} R), для двухатомного (C_p = \frac{7}{2} R), для трехатомного (C_p \approx \frac{7}{2} R + R = \frac{9}{2} R)дляодноатомногогаза(Cp=25R),длядвухатомного(Cp=27R),длятрехатомного(Cp≈27R+R=29R).Построение графиков
График для изохорического процесса:
Для одноатомного газа: Q1=n⋅32RΔTQ_1 = n \cdot \frac{3}{2} R \Delta TQ1=n⋅23RΔTДля двухатомного газа: Q2=n⋅52RΔTQ_2 = n \cdot \frac{5}{2} R \Delta TQ2=n⋅25RΔTДля трехатомного газа: Q3=n⋅62RΔTQ_3 = n \cdot \frac{6}{2} R \Delta TQ3=n⋅26RΔT
График QQQ будет линейной функцией от ΔT\Delta TΔT с разными угловыми коэффициентами для каждого газа.
График для изобарического процесса:
Для одноатомного газа: Q1=n⋅52RΔTQ_1 = n \cdot \frac{5}{2} R \Delta TQ1=n⋅25RΔTДля двухатомного газа: Q2=n⋅72RΔTQ_2 = n \cdot \frac{7}{2} R \Delta TQ2=n⋅27RΔTДля трехатомного газа: Q3=n⋅92RΔTQ_3 = n \cdot \frac{9}{2} R \Delta TQ3=n⋅29RΔT
Как и в случае изохорического процесса, график будет линейным с различными угловыми коэффициентами.
ИтогиОба графика будут иметь прямые линии, исходящие из начала координат, и для каждого газа будет своя прямая с угловым коэффициентом, пропорциональным теплоемкости.График изобарического процесса будет выше графика изохорического, поскольку CpC_pCp больше, чем CvC_vCv.Увеличение молярной массы и числа атомов в газе соответственно увеличивает угол наклона линий на графиках.
Таким образом, на одном чертеже вы сможете изобразить два набора линейных графиков, что позволит наглядно увидеть различия между одноатомными, двухатомными и трехатомными газами в изохорических и изобарических процессах.
Для построения графиков зависимостей теплоты, переданной одноатомному, двухатомному и трехатомному газам от температуры в изохорическом и изобарическом процессах, давайте сначала вспомним основные формулы.
Изохорический процесс V=constV = constV=const:
nnn — количество молей газа,CvC_vCv — удельная теплоемкость при постоянном объеме дляодноатомногогаза(Cv=32R),длядвухатомного—(Cv=52R),длятрехатомного—(Cv≈62R)науровнеклассическойстатистикидля одноатомного газа (C_v = \frac{3}{2} R), для двухатомного — (C_v = \frac{5}{2} R), для трехатомного — (C_v \approx \frac{6}{2} R) на уровне классической статистикидляодноатомногогаза(Cv =23 R),длядвухатомного—(Cv =25 R),длятрехатомного—(Cv ≈26 R)науровнеклассическойстатистики,ΔT\Delta TΔT — изменение температуры.В этом процессе теплота QQQ, переданная газу, определяется по формуле:
Q=nCvΔT Q = n C_v \Delta T
Q=nCv ΔT где:
Изобарический процесс P=constP = constP=const:
CpC_pCp — удельная теплоемкость при постоянном давлении дляодноатомногогаза(Cp=52R),длядвухатомного(Cp=72R),длятрехатомного(Cp≈72R+R=92R)для одноатомного газа (C_p = \frac{5}{2} R), для двухатомного (C_p = \frac{7}{2} R), для трехатомного (C_p \approx \frac{7}{2} R + R = \frac{9}{2} R)дляодноатомногогаза(Cp =25 R),длядвухатомного(Cp =27 R),длятрехатомного(Cp ≈27 R+R=29 R).Построение графиковВ изобарическом процессе теплота, переданная газу, выражается как:
Q=nCpΔT Q = n C_p \Delta T
Q=nCp ΔT где:
График для изохорического процесса:
Для одноатомного газа: Q1=n⋅32RΔTQ_1 = n \cdot \frac{3}{2} R \Delta TQ1 =n⋅23 RΔTДля двухатомного газа: Q2=n⋅52RΔTQ_2 = n \cdot \frac{5}{2} R \Delta TQ2 =n⋅25 RΔTДля трехатомного газа: Q3=n⋅62RΔTQ_3 = n \cdot \frac{6}{2} R \Delta TQ3 =n⋅26 RΔTГрафик QQQ будет линейной функцией от ΔT\Delta TΔT с разными угловыми коэффициентами для каждого газа.
График для изобарического процесса:
Для одноатомного газа: Q1=n⋅52RΔTQ_1 = n \cdot \frac{5}{2} R \Delta TQ1 =n⋅25 RΔTДля двухатомного газа: Q2=n⋅72RΔTQ_2 = n \cdot \frac{7}{2} R \Delta TQ2 =n⋅27 RΔTДля трехатомного газа: Q3=n⋅92RΔTQ_3 = n \cdot \frac{9}{2} R \Delta TQ3 =n⋅29 RΔTКак и в случае изохорического процесса, график будет линейным с различными угловыми коэффициентами.
ИтогиОба графика будут иметь прямые линии, исходящие из начала координат, и для каждого газа будет своя прямая с угловым коэффициентом, пропорциональным теплоемкости.График изобарического процесса будет выше графика изохорического, поскольку CpC_pCp больше, чем CvC_vCv .Увеличение молярной массы и числа атомов в газе соответственно увеличивает угол наклона линий на графиках.Таким образом, на одном чертеже вы сможете изобразить два набора линейных графиков, что позволит наглядно увидеть различия между одноатомными, двухатомными и трехатомными газами в изохорических и изобарических процессах.