Внутренняя энергия азота при температуре 300К составляет 3кДж. Как можно определить массу азота? (Укажите решение и данные)

Физика 10 класс Термодинамика внутренняя энергия азота температура 300К масса азота решение задачи физика термодинамика газовые законы Новый

Для определения массы азота, зная его внутреннюю энергию, мы можем воспользоваться формулой для внутренней энергии идеального газа. Внутренняя энергия U для одноатомного газа выражается через температуру и количество молей:

Формула:

U = (3/2) * n * R * T

Где:

• U - внутренняя энергия (в джоулях)
• n - количество молей газа
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура в кельвинах (300 К)

Теперь мы можем выразить количество молей n:

Шаг 1: Подставим известные значения в формулу:

3 кДж = 3000 Дж

3000 = (3/2) * n * 8.31 * 300

Шаг 2: Упростим уравнение:

3000 = (3/2) * n * 2493

n = 3000 / (3/2 * 2493)

Шаг 3: Вычислим n:

n = 3000 / 3739.5 ≈ 0.803 моль

Шаг 4: Теперь, чтобы найти массу, воспользуемся молярной массой азота (N2), которая составляет примерно 28 г/моль:

m = n * M

m = 0.803 * 28 ≈ 22.484 г

Итог: Масса азота при температуре 300 K составляет примерно 22.5 грамма.