Давайте разберем задачу по шагам, чтобы найти внутреннюю энергию одноатомного идеального газа.

Шаг 1: Переведем массу в килограммы.

У нас есть масса газа 20 г. Чтобы работать с физическими формулами, нам нужно перевести массу в килограммы:

• m = 20 г = 20 / 1000 = 0.020 кг

Шаг 2: Найдем количество молей газа.

Для этого нам нужно знать молярную массу одноатомного газа. Например, для аргона (Ar) молярная масса составляет примерно 0.040 кг/моль. Теперь можем найти количество молей:

• n = m / M = 0.020 кг / 0.040 кг/моль = 0.5 моль

Шаг 3: Найдем температуру газа.

Температура газа может быть найдена по формуле, связанной со средней квадратичной скоростью молекул:

• T = (M * v²) / (3 * R)

где M - молярная масса, v - средняя квадратичная скорость, R - универсальная газовая постоянная (приблизительно 8.31 Дж/(моль·К)). Подставим значения:

• T = (0.040 кг/моль * (500 м/с)²) / (3 * 8.31)
• T = (0.040 * 250000) / (24.93) ≈ 401.123 K

Шаг 4: Рассчитаем внутреннюю энергию.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа рассчитывается по формуле:

• U = (3/2) * n * R * T

Подставим найденные значения:

• U = (3/2) * 0.5 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 401.123 K
• U = 0.75 * 8.31 * 401.123 ≈ 2500 Дж

Ответ: Внутренняя энергия одноатомного идеального газа составляет примерно 2500 Дж.