Как можно вычислить энергию E, если известны масса m = 64 × 10^-3 кг, температура Т = 320 К, молярная масса М = 32 кг/кмоль и универсальная газовая постоянная R = 8,3 × 10^3 Дж/кмоль К?

Физика 9 класс Термодинамика вычисление энергии энергия E масса m температура t молярная масса M газовая постоянная R физика 9 класс формула энергии термодинамика Идеальный газ Новый

Для вычисления энергии E, используя известные параметры, мы можем воспользоваться формулой для внутренней энергии идеального газа. Внутренняя энергия U идеального газа может быть рассчитана по формуле:

U = n * C_v * T

где:

• n - количество молей газа,
• C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме (для одноатомного газа C_v = (3/2)R),
• T - температура в кельвинах.

Шаг 1: Найдем количество молей n. Количество молей можно вычислить по формуле:

n = m / M

где:

• m - масса газа,
• M - молярная масса газа.

Подставим известные значения:

m = 64 × 10^-3 кг

M = 32 кг/кмоль

Теперь подставим значения в формулу:

n = (64 × 10^-3) / 32 = 2 × 10^-3 кмоль

Шаг 2: Рассчитаем удельную теплоемкость C_v. Для одноатомного газа:

C_v = (3/2) * R

где R = 8,3 × 10^3 Дж/кмоль К. Подставим значение:

C_v = (3/2) * (8,3 × 10^3) = 12,45 × 10^3 Дж/кмоль К

Шаг 3: Теперь можем найти внутреннюю энергию U:

U = n * C_v * T

Подставим известные значения:

• n = 2 × 10^-3 кмоль,
• C_v = 12,45 × 10^3 Дж/кмоль К,
• T = 320 К.

Теперь подставим значения в формулу:

U = (2 × 10^-3) * (12,45 × 10^3) * 320

Шаг 4: Выполним расчеты:

U = 2 × 10^-3 * 12,45 × 10^3 * 320 = 7,968 Дж

Таким образом, энергия E (внутренняя энергия) равна 7,968 Дж.