Какое изменение внутренней энергии аргона массой 400 г в стальном баллоне при повышении его температуры с 17 до 27 градусов Цельсия, если молярная масса аргона равна 40*10^-3 кг/моль, а универсальная газовая постоянная составляет 8.31 дж/моль * К?
Физика11 классВнутренняя энергия и термодинамика газовизменение внутренней энергии аргонааргон 400 гтемпература 17 27 градусовмолярная масса аргонауниверсальная газовая постояннаяфизика 11 класс
Чтобы найти изменение внутренней энергии аргона, нам нужно использовать формулу для изменения внутренней энергии идеального газа:
ΔU = n * Cv * ΔT
где:
Теперь давайте разберемся с каждым из этих параметров.
Количество молей можно найти по формуле:
n = m / M
где:
В нашем случае:
Теперь подставим значения:
n = 0.4 / 0.04 = 10 моль.
ΔT = T2 - T1 = 27°C - 17°C = 10 K.
Для одноатомного газа, такого как аргон, Cv = (3/2) * R, где R — универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/моль·К).
Таким образом:
Cv = (3/2) * 8.31 = 12.465 Дж/моль·К.
Теперь мы можем подставить все найденные значения в формулу для изменения внутренней энергии:
ΔU = n * Cv * ΔT
ΔU = 10 моль * 12.465 Дж/моль·К * 10 K
ΔU = 1246.5 Дж.
Таким образом, изменение внутренней энергии аргона массой 400 г при повышении его температуры с 17 до 27 градусов Цельсия составляет 1246.5 Дж.