Dopasuj wyrażenie opisujące każdą z podanych wielkości fizycznych, wiedząc, że n moli doskonałego gazu dwuatomowego poddano ogrzewaniu izochorycznemu o ∆T.
| 1. | przyrost energii wewnętrznej gazu | A. |
|
| 2. | dostarczone ciepło | B. |
|
| 3. | przyrost energii kinetycznej ruchu postępowego cząsteczek | C. |
|
| 4. | przyrost energii kinetycznej ruchu obrotowego cząsteczek | D. |
|
1 – D
Przyrost energii wewnętrznej gazu opisuje wyrażenie
.
2 – D
Dostarczone ciepło opisuje wyrażenie
.
3 – C
Przyrost energii kinetycznej ruchu postępowego cząsteczek opisuje wyrażenie
.
4 – B
Przyrost energii kinetycznej ruchu obrotowego cząsteczek opisuje wyrażenie
.
Zdanie 2:
Ponieważ gaz jest dwuatomowy, to liczba jest stopni swobody wynosi
. W takim razie ciepło molowe w przemianie izochoryczne ma wartość
.
Zauważ, że skoro przeprowadzony proces to ogrzewania izochoryczne, to dostarczone ciepło do układu wyraża się wzorem:
Zdanie 1:
Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, zmiana energii wewnętrznej gazu, zachodząca podczas przemiany izochorycznej, jest równa ciepłu wymienionemu z otoczeniem, ponieważ w tej przemianie praca nie jest wykonywana (objętość nie ulega zmianie):
Zdanie 3:
Ze względu na zależność średniej energii kinetycznej ruchu cząsteczek od temperatury
, to zmianę średniej energii kinetycznej wyraża wzór:
Zdanie 4:
Całkowita energia kinetyczna jest zależna od liczby stopni swobody i jest wyrażana jako
, więc jej zmianę przedstawia się jako
.
Ze względu na to, że jest ona sumą wszystkich rodzajów energii kinetycznych, to w przypadku ruchu obrotowego będzie ona równa:
