Какое изменение внутренней энергии произойдет у 2 кг аргона Ar, если его температура понизится на 22 C в закрытом сосуде?

Физика 9 класс Внутренняя энергия и теплообмен внутренняя энергия изменение энергии аргон температура закрытый сосуд физика 9 класс термодинамика тепловые процессы Новый

Чтобы определить изменение внутренней энергии у аргона, нам необходимо использовать формулу, которая связывает изменение внутренней энергии с изменением температуры. Для идеального газа, к которому относится аргон, изменение внутренней энергии можно рассчитать по формуле:

ΔU = n * C_v * ΔT

Где:

• ΔU - изменение внутренней энергии;
• n - количество молей газа;
• C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме;
• ΔT - изменение температуры.

Теперь давайте разберем шаги решения:

1. Определим количество молей газа (n):

Для этого используем формулу:

n = m / M, где:
• m - масса газа (в нашем случае 2 кг);
• M - молярная масса аргона, которая равна 40 г/моль (или 0.04 кг/моль).

Теперь подставим значения:

n = 2 kg / 0.04 kg/mol = 50 mol
2. Узнаем удельную теплоемкость при постоянном объеме (C_v):

Для аргона, который является одноатомным газом, удельная теплоемкость C_v примерно равна 3/2 R, где R - универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·К). Таким образом:

C_v = 3/2 * 8.31 Дж/(моль·К) = 12.47 Дж/(моль·К)
3. Подставим значения в формулу изменения внутренней энергии:

Изменение температуры ΔT составляет -22 °C (поскольку температура понижается, мы ставим знак минус).

Теперь подставим все найденные значения в формулу:

ΔU = 50 mol * 12.47 Дж/(моль·К) * (-22 K) ΔU = 50 * 12.47 * (-22) = -1371.7 Дж

Ответ: Изменение внутренней энергии аргона составит примерно -1371.7 Дж. Это означает, что внутренняя энергия газа уменьшилась на это значение при понижении температуры.