Вопрос школьника
В сосуде находится криптон массой m1 = 4,2⋅10 − 2 кг и аргон массой m2 = 2⋅10 − 2 кг. Найти изменение внутренней энергии смеси газов ΔU при её нагревании на Δt = 50 оС.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо знать, что внутренняя энергия газа зависит от его температуры и количества вещества. Также необходимо знать, что при нагревании газа его внутренняя энергия увеличивается.
Для расчета изменения внутренней энергии смеси газов необходимо воспользоваться формулой:
ΔU = CΔT,
где ΔU — изменение внутренней энергии, C — теплоемкость смеси газов, ΔT — изменение температуры.
Теплоемкость смеси газов можно вычислить по формуле:
C = C1m1 + C2m2,
где C1 и C2 — теплоемкости криптона и аргона соответственно.
Значения теплоемкостей криптона и аргона можно найти в таблицах физических величин. Для криптона C1 = 20,8 Дж/(моль·К), для аргона C2 = 20,8 Дж/(моль·К).
Таким образом, подставляя известные значения в формулы, получаем:
C = C1m1 + C2m2 = 20,8 ⋅ (4,2⋅10−2/83,8) + 20,8 ⋅ (2⋅10−2/39,95) ≈ 0,88 Дж/К
ΔU = CΔT = 0,88 ⋅ 50 ≈ 44 Дж
Ответ: изменение внутренней энергии смеси газов при её нагревании на 50 оС составляет примерно 44 Дж.
