Формула Майєра для теплоємності ідеального газу, приклад завдання

Багато гази у фізиці прийнято описувати в рамках ідеальної моделі, за допомогою якої можна легко визначити основні термодинамічні характеристики системи. У цій статті наведемо висновок формули Майєра для ідеального газу і покажемо, як її можна використовувати для вирішення задачі.

Ідеальний газ і його рівняння

Щоб зрозуміти виведення формули Майєра, варто ближче познайомитися з моделлю ідеального газу. Згідно їй, термодинамічна система являє собою сукупність часток, які не володіють розмірами (є матеріальними точками). Їх кінетична енергія є єдиною складовою внутрішньої енергії системи (потенційна енергія взаємодії дорівнює нулю), і швидкості частинок підпорядковуються класичного розподілу Максвелла-Больцмана.

Описана модель добре підходить для багатьох реальних газоподібних систем, що складаються з хімічно інертних атомів і молекул, і мають невисокі тиску і температури в кілька сотень кельвін.

Ідеальний газ описується універсальним вираженням, яке називається законом Клапейрона-Менделєєва. Воно приведене нижче:

P*V = n*R*T.

Тут P, V, T – три термодинамічні величини: тиск, об’єм і температура. Параметри n і R – це кількість речовини в системі і постійна для всіх газів, відповідно.