Правильным ответом является вариант 4) природы газа и способа нагревания. Удельная теплоемкость ( ) — это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы изменить его температуру на один градус. В отличие от твердых тел и жидкостей, теплоемкость газов существенно зависит от условий, в которых происходит процесс нагревания. Почему важны оба фактора 1. Природа газа Теплоемкость напрямую зависит от строения молекул газа. Согласно молекулярно-кинетической теории, энергия распределяется по степеням свободы молекулы:
- Одноатомные газы (аргон, гелий) имеют только поступательные степени свободы.
- Двухатомные и многоатомные газы (кислород, углекислый газ) обладают также вращательными и колебательными степенями свободы, что требует больше энергии для повышения температуры.
2. Способ нагревания (Термодинамический процесс) Газы обладают высокой сжимаемостью, поэтому при нагревании газ может расширяться, совершая работу. Это привело к выделению двух основных видов удельной теплоемкости:
- Удельная теплоемкость при постоянном объеме ( ): Все подведенное тепло идет исключительно на увеличение внутренней энергии (повышение температуры).
- Удельная теплоемкость при постоянном давлении ( ): Подведенное тепло расходуется и на увеличение внутренней энергии, и на совершение газом работы против внешних сил при расширении.
В соответствии с уравнением Майера, теплоемкость при постоянном давлении всегда больше теплоемкости при постоянном объеме: где — удельная газовая постоянная для конкретного газа. Резюме Масса газа (пункт 2) не влияет на удельную теплоемкость, так как эта величина по определению рассчитана на 1 кг вещества. Таким образом, решающее значение имеют именно химический состав (природа) и внешние условия (изопроцесс). Хотите, я рассчитаю отношение теплоемкостей ( ) для конкретного газа?