Определение теплоемкости газа, удельной теплоемкости и молярной теплоемкости

ИТОГОВОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Физика»

1. Эссе на тему «Определение теплоемкости газа, удельной теплоемкости и молярной теплоемкости.»

(тема практического задания)

Москва 2021

Тема эссе: «Дайте определение теплоемкости газа? удельной теплоемкости? молярной теплоемкости?»

Для того чтобы дать определение теплоёмкости газа, изначально следует понять, что такое теплоёмкость. Само название во многом говорит за себя, ведь слово имеет два корня: «тепло» и «ёмкость». Теплоёмкость – кол-во теплоты, которое необходимо для нагревания тела на 1 градус по шкале Кельвина. Однако, теплоёмкость – величина неопределённая, поэтому пользуются понятиями удельной теплоёмкости. Поэтому удельная теплоёмкость - это кол-во теплоты, которое необходимо для нагревания единицы массы вещества (чаще всего это 1 кг), на 1 градус по шкале Кельвина. Казалось-бы всё так просто, но не тут-то было. У жидкостей и твёрдых тел, удельная теплоёмкость есть табличная характеристика вещества и эти определения применимы только к веществам в твёрдом и жидком состояниях, с газами же всё немного иначе. Для газов использовать отношение температуры к массе очень неудобно из-за очевидных трудностей в подсчёте массы газа. Для газов используют не массу, а количество вещества, то есть не килограммы, а моли. Соответственно, молярная теплоёмкость - количество теплоты, необходимое для нагревания одного моля газа на 1 градус по шкале Кельвина. Определения понятиям даны, но некоторые моменты нельзя оставить без внимания. Например, теплоёмкость газа может изменяться в ходе изопроцессов. Как такое может происходить? Всё очень просто и очевидно, твердые и жидкие вещества более стабильны - имеют постоянный объём и при изменении температуры практически не меняют свой объём. Также не стоит забывать первый закон термодинамики. Согласно ему, изменение внутренней энергии тела, которая в свою очередь напрямую зависит от температуры, зависит не только от полученного количества теплоты, но и от работы, совершенной телом. Следовательно, тепло переданное газу, в определённой степени будет преобразовано во внутреннюю работу газа, например, на его расширение – увеличение объёма. В зависимости от условий, при которых осуществлялся процесс теплопередачи, тело могло совершать различную работу, т.к. значения внутренней работы изменяется. Поэтому одинаковое количество теплоты, переданное телу, могло вызвать различные изменения его внутренней энергии и, следовательно, температуры. Вследствие этого, теплоёмкость газа может изменяться в зависимости от протекающих термодинамических процессов.