Идеальный одноатомный газ, находящийся в герметично закрытом сосуде с жесткими стенками, нагревают. Как изменяются в этом процессе следующие физические величины: концентрация молекул, внутренняя энергия газа, теплоемкость газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1. Увеличивается.
2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Концентрация молекул | Внутренняя энергия газа | Теплоемкость газа |
Поскольку газ находится в сосуде с жесткими стенками, его объем не изменяется. Количество газа в ходе процесса также остается постоянным, а значит, концентрация молекул не изменяется.
Внутренняя энергия фиксированного одноатомного идеального газа зависит только от температуры:
Следовательно, при нагревании газа, его внутренняя энергия увеличивается.
Теплоемкость — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты надо сообщить системе, чтобы нагреть ее на один градус. Согласно первому началу термодинамики, передаваемое газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил: Поскольку объем газа фиксирован, работы он не совершает, а значит, все передаваемое тепло идет на изменение внутренней энергии. Таким образом, теплоемкость дается выражением:
Следовательно, теплоемкость в ходе данного процесса остается неизменной.
Ответ: 313.

