Вопрос школьника
Воздух массой 87 кг нагревается от 10 °С до 30 °С. Определите изменение внутренней энергии воздуха. Молярную массу воздуха следует принять равной 2,9 • 10-2 кг/моль, а воздух считать двухатомным (идеальным) газом
Ответ от учителя
Для определения изменения внутренней энергии воздуха необходимо воспользоваться формулой:
ΔU = (3/2) nR ΔT
где ΔU — изменение внутренней энергии, n — количество молей воздуха, R — универсальная газовая постоянная, ΔT — изменение температуры.
Первым шагом необходимо определить количество молей воздуха:
m = 87 кг
M = 2,9 • 10-2 кг/моль
n = m / M = 87 / (2,9 • 10-2) = 3000 моль
Затем можно вычислить изменение внутренней энергии:
ΔT = 30 °C — 10 °C = 20 °C = 293 К
R = 8,31 Дж/(моль·К)
ΔU = (3/2) nR ΔT = (3/2) · 3000 · 8,31 · 293 = 3,67 · 106 Дж
Таким образом, изменение внутренней энергии воздуха при нагревании от 10 °C до 30 °C составляет 3,67 · 106 Дж.
