Задача 20

Вычислить удельную теплоемкость при постоянном объеме двухатомного газа массой 10 г, заключенного в сосуд объемом 10 л при нормальных условиях (Р = 10⁵ Па, t = 0 ⁰С).

Решение:

Удельной теплоемкостью с вещества называется величина, равная отношению теплоемкости однородного тела к его массе:

c = Qm*ΔT,

где Q - количество теплоты;

m – масса газа;

ΔT - изменение температуры.

Также теплоемкость при постоянном объеме равна:

C_v = i2*R,

где i - количество степеней свободы молекул газа, для двухатомных газов i = 5.

R=8,31 Дж/(моль×К),

Для удельных теплоемкостей имеем:

C_v = i2m*R,

При нормальных условиях газ занимает объем 22,4 литра, в задаче – 10 литров, следовательно, количество молей:

μ = 10/22,4 = 0,45 моль

Масса газа 10 г, тогда молярная масса:

m = 10/0,45 = 22,4 г

Удельная теплоемкость равна:

C_v = 5*8,31/(2*22,4*10^-3) = 0,93*10³ Дж/кг*К