Чтобы рассчитать изменение внутренней энергии смеси газов (азота и кислорода),нам нужно воспользоваться формулой для изменения внутренней энергии идеального газа:

ΔU = n * c_v * ΔT

где:

• ΔU - изменение внутренней энергии;
• n - количество вещества в молях;
• c_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме;
• ΔT - изменение температуры.

Теперь давайте разберем шаги решения:

1. Рассчитаем количество вещества (n) для каждого газа:
• Для азота (N2):
• Молярная масса N2 = 28 г/моль. Поэтому:
• n(N2) = 100 г / 28 г/моль ≈ 3.57 моль.
• Для кислорода (O2):
• Молярная масса O2 = 32 г/моль. Поэтому:
• n(O2) = 200 г / 32 г/моль ≈ 6.25 моль.
2. Теперь найдем общее количество вещества:
• n(total) = n(N2) + n(O2) ≈ 3.57 моль + 6.25 моль ≈ 9.82 моль.
3. Определим удельные теплоемкости:
• Для диатомических газов (N2 и O2) c_v ≈ 5/2 * R, где R = 8.31 Дж/(моль·К).
• Следовательно, c_v ≈ 5/2 * 8.31 ≈ 20.78 Дж/(моль·К).
4. Теперь можно подставить все значения в формулу:
• ΔT = -25 К (охлаждение, поэтому значение отрицательное).
• ΔU = n(total) * c_v * ΔT ≈ 9.82 моль * 20.78 Дж/(моль·К) * (-25 К).
• ΔU ≈ 9.82 * 20.78 * (-25) ≈ -5115.65 Дж.

Ответ: Изменение внутренней энергии смеси газов составит примерно -5115.65 Дж. Это означает, что внутренняя энергия системы уменьшилась при охлаждении.