Задача по физике, теплоемкость 10класс

Может быть так: При T = 0 К теплоемкость идеального газа равна 0, так как все молекулы находятся в неподвижном состоянии. Поэтому, для нахождения теплоемкости системы, состоящей из перекрытого поршнем сосуда с одноатомным газом, необходимо знать начальное давление, объем и температуру газа. По уравнению состояния идеального газа PV = nRT, можно записать: P0V0 = nR(T0 + ΔT) где P0, V0, T0 - начальное давление, объем и температура газа, ΔT - изменение температуры газа при сжатии до нулевого объема, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная. При сжатии газа до нулевого объема (в случае откачивания газа), можно записать: P0V0 = nRΔT Отсюда можно выразить ΔT: ΔT = (P0V0)/(nR) Тепло, выделившееся при сжатии газа, равно работе, совершенной пружиной при сжатии газа до нулевого объема: A = (P0S0)/2 где S0 - начальная длина пружины, которая равна начальному объему газа. Теплоемкость системы будет равна: C = A/ΔT = [(P0S0)/2]/[(P0V0)/(nR)] = (nR*S0)/(2V0) Ответ: C = (nR*S0)/(2V0), где n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, S0 - начальная длина пружины (равная начальному объему газа), V0 - начальный объем газа.

Для решения задачи нужно воспользоваться первым законом термодинамики: dU = dQ - PdV, где dU - изменение внутренней энергии газа, dQ - полученное газом количество тепла, P - давление газа, dV - изменение объема газа. При нулевой температуре газ находится в состоянии с минимальной внутренней энергией, поэтому можно считать, что в начальный момент времени газ находится в таком состоянии. Тогда его внутренняя энергия равна U0 = 3/2 * N * k * T0, где N - число молекул газа, k - постоянная Больцмана. При откачке газа его объем уменьшится до нуля, а давление увеличится до бесконечности. Так как поршень не деформирован, то он не изменит своего положения, и всю работу, совершаемую газом, будет поглощать пружина. Работа газа при откачке равна: W = ∫ PdV = P0 * V0 * ln(V0/V0) = 0, так как объем газа при откачке равен нулю. Следовательно, полученное газом количество тепла равно: dQ = dU + W = U0. Таким образом, теплоемкость системы равна количеству тепла, полученному газом при откачке, и она равна: C = dQ/dT = (3/2) * N * k. Ответ: теплоемкость системы равна (3/2) * N * k.