Нагревание моля гелия
Моль гелия нагревается от начальной температуры в квазистатическом процессе, в котором молярная теплоёмкость линейно зависит от абсолютной температуры : , где — универсальная газовая постоянная.
А) Получает или отдаёт газ теплоту при увеличении температуры от до ? В ответ впишите знак «+», если теплота к газу подводится, и «−», если теплота отводится.
Б) Какое количество теплоты получает или отдаёт газ при увеличении температуры от до ? В ответ впишите абсолютное значение в кДж, округлите до сотых.
В) Какую работу совершает газ при увеличении температуры от до ? В ответ впишите абсолютное значение в кДж, округлите до сотых.
Г) До какого значения должна увеличиться температура газа при нагревании от температуры , чтобы величина работы, совершённой внешними силами над газом, была максимальной? Ответ дайте в Кельвинах, округлите до целого.
Решение.
Поскольку , количество теплоты можно найти интегрируя теплоёмкость по температуре. Вычисление интеграла, вообще говоря, можно свести к определению площади под графиком. Таким образом, можно получить соотношения для и , где - работа внешних сил, а :
Ответ. а) ; б) ; в) ; г) .