Вопрос школьника
Гелий массой 5 кг нагревается от 10 до 30 °С. Определите изменение внутренней энергии газа. Молярную массу гелия следует принять равной 4 • 10^-3 кг/моль.
Ответ от учителя
Для определения изменения внутренней энергии газа необходимо использовать формулу:
ΔU = nCvΔT
где ΔU — изменение внутренней энергии газа, n — количество вещества гелия, Cv — молярная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT — изменение температуры.
Для расчета количества вещества гелия необходимо разделить массу на молярную массу:
n = m/M = 5 кг / (4 • 10^-3 кг/моль) = 1250 моль
Молярная теплоемкость при постоянном объеме для идеального газа равна 3/2R, где R — универсальная газовая постоянная. Подставляя значения в формулу, получаем:
ΔU = 1250 моль * (3/2 * 8,31 Дж/(моль*К)) * (30 °C — 10 °C) = 62 475 Дж
Ответ: изменение внутренней энергии газа составляет 62 475 Дж.
