№633 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Удельная теплоемкость азота, когда его нагревают при постоянном давлении, равна 1,05 кДж/(кг • К), а при постоянном объеме — 0,75 кДж/(кг*К). Почему эти величины имеют разные значения? Какая совершается работа при изобарном нагревании азота массой 1 кг на 1 К?

Удельные теплоёмкости при постоянном давлении и при постоянном объёме различаются потому, что при нагревании газа при постоянном давлении он расширяется и совершает работу против внешних сил. Поэтому часть подведённой теплоты идёт не только на увеличение внутренней энергии, но и на работу расширения.

Для 1 кг азота при нагревании на $$1\ \text{К}$$:

$$Q=c_p m \Delta T$$
$$Q=\Delta U + A$$
$$\Delta U=c_v m \Delta T$$

Тогда работа газа:

$$A=Q-\Delta U=c_p m \Delta T-c_v m \Delta T=m\Delta T(c_p-c_v)$$

Подставим значения:

$$A=1\ \text{кг}\cdot 1\ \text{К}\cdot (1{,}05-0{,}75)\ \text{кДж/(кг}\cdot\text{К)}=0{,}3\ \text{кДж}$$

Ответ: при изобарном нагревании 1 кг азота на 1 К совершается работа $$A=0{,}3\ \text{кДж}$$.