Logo
Logo

Газ Клаузиуса

Найдите разность $\Delta T$ максимальных температур газов в этих опытах, а также укажите, какая из них больше.

В рассматриваемом процессе
$$
p=p_{0}\left(1-\frac{V}{V_{0}}\right) .
$$
Температура газа Клаузиуса:
$$
T=\frac{p(V-b)}{R}=-\frac{p_{0}}{R V_{0}}\left(V^{2}-\left(V_{0}+b\right) V+V_{0} b\right).
$$
Температура достигает своего максимального значения, когда производная $d T / d V=0$. Это происходит при $V=\left(V_{0}+b\right) / 2$. Получаем максимальную температуру $T_{K}$ газа Клаузиуса:
$$
T_{K}=\frac{p_{0} V_{0}}{4 R}\left(1-\frac{b}{V_{0}}\right)^{2} \approx \frac{p_{0} V_{0}}{4 R}\left(1-\frac{2 b}{V_{0}}\right).
$$
Максимальную температуру $T_{Id}$ в процессе с идеальным газом можно вычислить, выполнив предельный переход $b \rightarrow 0$:
$$
T_{\mathrm{Id}}=\frac{p_{0} V_{0}}{4 R}
$$
Таким образом, максимальная температура в процессе с идеальным газом на
$$
\Delta T=T_{\mathrm{Id}}-T_{K} \approx \frac{p_{0} b}{2 R} \approx 4.0~К
$$
больше, чем в процессе с газом Клаузиуса.

Ответ: $$
\Delta T\approx \frac{p_{0} b}{2 R} \approx 4.0~К
$$