Question

Найти внутреннюю энергию трехатомного газа, находящегося в сосуде объёмом V = 2 л и под давлением p = 150 кПа.

Answer 1

Ответ:

900 Дж

Объяснение:

См.фото

Answer 2

Для нахождения внутренней энергии трехатомного газа, вы можете использовать уравнение состояния идеального газа и формулу для внутренней энергии.

Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:

PV = nRT

где: P - давление (150 кПа, что равно 150 000 Па) V - объем (2 л, что равно 0.002 м^3) n - количество молей газа R - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 8.314 Дж/(моль·К) в СИ) T - температура в Кельвинах

Мы хотим найти внутреннюю энергию, которая зависит от температуры. Для этого мы можем переписать уравнение выше, чтобы выразить температуру T:

T = (PV) / (nR)

Теперь нам нужно найти количество молей n газа. Для этого мы можем использовать идеальное газовое уравнение:

PV = NkT

где: N - количество молекул газа k - постоянная Больцмана (приближенно равна 1.38 x 10^-23 Дж/К)

Мы хотим найти количество молекул N, которое можно выразить как:

N = (PV) / (kT)

Теперь мы можем подставить это значение N в исходное уравнение и найдем T:

T = (PV) / ((PV) / (kT) * R) T = (PVk) / (PVR) T = k

Теперь, когда у нас есть значение температуры T (которая равна k), мы можем найти внутреннюю энергию U с помощью формулы для внутренней энергии идеального газа:

U = nCvT

где: Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме (для трехатомного газа при комнатной температуре Cv примерно равно 12.5 Дж/(моль·К))

Подставляем значение температуры T = k:

U = (k / R) * Cv * k

U = (k^2 / R) * Cv

Теперь подставим известные значения:

k = 1.38 x 10^-23 Дж/К R = 8.314 Дж/(моль·К) Cv = 12.5 Дж/(моль·К)

U = (1.38 x 10^-23 Дж/К)^2 / (8.314 Дж/(моль·К)) * 12.5 Дж/(моль·К)

U ≈ 2.41 x 10^-23 Дж

Таким образом, внутренняя энергия трехатомного газа составляет примерно 2.41 x 10^-23 Дж.