Какова внутренняя энергия аргона в баллоне объемом 20 дм³ при температуре 47°С, если его плотность составляет 0,2 кг/м³?

Физика 11 класс Термодинамика внутренняя энергия аргона объем 20 дм³ температура 47°С плотность 0,2 кг/м³ физика 11 класс Новый

Давайте вместе разберемся, как вычислить внутреннюю энергию аргона в нашем баллоне! Это действительно увлекательный процесс! Мы будем использовать формулу для расчета внутренней энергии идеального газа:

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

Где:

• U - внутренняя энергия;
• n - количество вещества в молях;
• R - универсальная газовая постоянная (примерно 8.31 Дж/(моль·К));
• T - температура в Кельвинах.

Теперь давайте найдем количество вещества (n) аргона в нашем баллоне:

1. Сначала переведем объем из дм³ в м³: 20 дм³ = 0.02 м³.
2. Теперь найдем массу аргона, используя плотность: масса = плотность * объем = 0.2 кг/м³ * 0.02 м³ = 0.004 кг.
3. Теперь найдем количество вещества: n = масса / молярная масса аргона. Молярная масса аргона примерно 40 г/моль, или 0.04 кг/моль. Значит, n = 0.004 кг / 0.04 кг/моль = 0.1 моль.

Теперь перейдем к температуре. Нам нужно перевести 47°С в Кельвины:

T = 47 + 273.15 = 320.15 K

Теперь подставим все значения в формулу для внутренней энергии:

U = (3/2) * 0.1 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 320.15 K

Давайте посчитаем:

U = (3/2) * 0.1 * 8.31 * 320.15 ≈ 39.94 Дж.

Итак, внутренняя энергия аргона в нашем баллоне составляет approximately 39.94 Дж! Это потрясающий результат! Надеюсь, вам было интересно и познавательно!