Какая доля теплоты, подведенной к идеальному газу при изобарическом процессе, расходуется на увеличение его внутренней энергии и какая-на работу расширения в случае одноатомных, двухатомных и многоатомных газов?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

При изобарическом процессе внутренняя энергия идеального газа изменяется только за счет изменения его температуры. Таким образом, всю подведенную теплоту газ получает в виде работы идеального газа на его внутреннюю энергию и на работу расширения.

Доля теплоты, расходуемая на увеличение внутренней энергии газа, определяется изменением его температуры по формуле
[ \Delta U = \frac{3}{2}nR\Delta T ]

Доля теплоты, расходуемая на работу расширения газа, определяется по формуле
[ Q = \Delta U + W ]

Где ( W ) - работа, совершенная газом при расширении. Работа расширения для одноатомного, двухатомного и многоатомного газов будет различной из-за различной степени свободы колебаний молекул.

Для одноатомного газа (например, гелия) степень свободы колебаний ( f = 3 ), для двухатомного газа (например, кислород) ( f = 5 ), для многоатомного газа (например, углекислый газ) ( f = 6 ).

Следовательно, доля теплоты, расходуемая на внутреннюю энергию газа, будет пропорциональна количеству степеней свободы.

Для одноатомного газа: ( Q = \frac{5}{2}nR\Delta T )

Для двухатомного газа: ( Q = \frac{7}{2}nR\Delta T )

Для многоатомного газа: ( Q = \frac{7}{2}nR\Delta T )

Таким образом, доля теплоты, расходуемая на увеличение внутренней энергии газа, будет отличаться для различных типов газов из-за различного количества степеней свободы.