Вопрос школьника
Какова внутренняя энергия идеального газа, находящегося в закрытом сосуде вместимостью 1,5 л при комнатной температуре, если концентрация молекул газа равна 2⋅1019 см-3?
Ответ от учителя
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры и не зависит от концентрации молекул. Поэтому для решения задачи необходимо знать температуру газа.
По условию задачи газ находится при комнатной температуре, которая обычно принимается равной 293 К. Также известно, что объем газа равен 1,5 л, что соответствует 0,0015 м3.
Для идеального газа внутренняя энергия связана с его температурой следующим образом:
U = (3/2) * n * R * T,
где n — количество молекул газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Подставляя известные значения, получаем:
U = (3/2) * 2⋅10^19 * 8,31 Дж/(моль·К) * 293 К ≈ 9,7 Дж.
Таким образом, внутренняя энергия идеального газа, находящегося в закрытом сосуде вместимостью 1,5 л при комнатной температуре и концентрации молекул 2⋅10^19 см^-3, составляет около 9,7 Дж.
