Вопрос школьника
В стальном баллоне находится гелий массой 0,5 кг при температуре 10°С. Как изменится внутренняя энергия гелия если его температура повысится до 30°С?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для изменения внутренней энергии идеального газа:
ΔU = (3/2) nR ΔT,
где ΔU — изменение внутренней энергии, n — количество вещества гелия, R — универсальная газовая постоянная, ΔT — изменение температуры.
Для расчета количества вещества гелия необходимо воспользоваться формулой:
n = m/M,
где m — масса гелия, M — молярная масса гелия.
Mолярная масса гелия равна 4 г/моль, следовательно:
n = 0,5 кг / 4 г/моль = 125 моль.
Таким образом, количество вещества гелия равно 125 моль.
Изменение температуры ΔT = 30°С — 10°С = 20°С.
Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К).
Подставляя значения в формулу для изменения внутренней энергии, получаем:
ΔU = (3/2) nR ΔT = (3/2) × 125 моль × 8,31 Дж/(моль·К) × 20 К ≈ 4668 Дж.
Таким образом, изменение внутренней энергии гелия при повышении температуры от 10°С до 30°С составит примерно 4668 Дж.
