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?

Физика 11 класс Внутренняя энергия и термодинамика газов изменение внутренней энергии аргона аргон 400 г температура 17 27 градусов молярная масса аргона универсальная газовая постоянная физика 11 класс Новый

Чтобы найти изменение внутренней энергии аргона, нам нужно использовать формулу для изменения внутренней энергии идеального газа:

ΔU = n * Cv * ΔT

где:

• ΔU — изменение внутренней энергии;
• n — количество молей газа;
• Cv — теплоемкость при постоянном объеме;
• ΔT — изменение температуры.

Теперь давайте разберемся с каждым из этих параметров.

1. Найдем количество молей (n):

Количество молей можно найти по формуле:

n = m / M

где:

• m — масса газа (в кг);
• M — молярная масса газа (в кг/моль).

В нашем случае:

• m = 400 г = 0.4 кг;
• M = 40 * 10^-3 кг/моль = 0.04 кг/моль.

Теперь подставим значения:

n = 0.4 / 0.04 = 10 моль.

2. Определим изменение температуры (ΔT):

ΔT = T2 - T1 = 27°C - 17°C = 10 K.

3. Узнаем значение Cv для аргона:

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.