Подумай, какие источники изменения тепла есть в системе «газ + пленка»: что входит в баланс при малом изменении температуры?

Применяй первый закон термодинамики: , при этом работу газа можно связать с изменением энергии пленки (см. пункт 1.3).

1. Запиши для одного моля одноатомного газа.
2. Вырази через изменение энергии пленки и свяжи с изменением температуры, используя найденную зависимость при необходимости.
3. Подставь оба слагаемых в и раздели на , чтобы получить теплоёмкость .
4. Выразите из полученной формулы (получи зависимость от констант).

Сравни свойства: энергия пропорциональна площади и независима от температуры — какая пленка обладает такой энергетикой?

Узнай соответствие с понятием поверхностной энергии: для пленки с постоянным поверхностным натяжением энергия поверхности равна (аналогично заданной форме ).

1. Сопоставь константу с физическим параметром поверхности (поверхностным натяжением).
2. Подумай, какие обычные плёнки имеют заметную поверхностную энергию, пропорциональную площади.
3. Назови пленку, наиболее подходящую под это описание.
4. Выразите название пленки из сделанного сопоставления.

Подумай, какие виды энергии меняются при незначительном нагреве шара с пленкой и какая сила при этом совершает работу; нарисуй шар и пометь зависимость площади и объёма от радиуса.

Запиши первое начало термодинамики для газа: количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии газа и работы, совершённой газом. Для одноатомного идеального газа выражение изменения внутренней энергии имеет вид пропорциональный .

1. Запиши: .
2. Вырази работу газа через изменение энергии пленки: положи и запиши .
3. Разложи при малых изменениях: , затем свяжи с изменением радиуса и через это — с (введи постоянные коэффициенты для зависимостей и , если хочешь избежать явных чисел).
4. Подставь эти выражения в уравнение из первого шага и вырази теплоёмкость из полученной системы.