Question

Определите внутреннюю энергию гелия,заполняющего аэростат объёмом 80м^3,при давлении 100кПа,температура гелия 273К

Answer 1

Есть формула U= 1,5 n * R * T, где U - внутренняя энергия, n (ню) - кол-во газа в молях, R - универсальная газовая постоянная, а T - температура
газ одноатомный поэтому n=1
U = 1,5 *1 * 8,31 * 273 = 3402,9 = 3403 Дж.

Answer 2

Внутренняя энергия гелия в аэростате

Для определения внутренней энергии гелия, заполняющего аэростат, нам понадобится уравнение состояния идеального газа. Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:

PV = nRT

где: - P - давление газа - V - объем газа - n - количество вещества газа (в молях) - R - универсальная газовая постоянная - T - температура газа

Мы можем использовать это уравнение, чтобы определить количество вещества гелия в аэростате, а затем вычислить его внутреннюю энергию.

Определение количества вещества гелия

Для определения количества вещества гелия воспользуемся уравнением состояния идеального газа и данными, предоставленными в вопросе:

Давление гелия (P) = 100 кПа Объем гелия (V) = 80 м^3 Температура гелия (T) = 273 К

Универсальная газовая постоянная (R) имеет значение около 8.314 Дж/(моль·К).

Подставим известные значения в уравнение состояния идеального газа и решим его относительно количества вещества гелия (n):

PV = nRT

n = PV / RT

Вычислим значение количества вещества гелия:

n = (100 кПа * 80 м^3) / (8.314 Дж/(моль·К) * 273 К)

n ≈ 3.05 моль

Определение внутренней энергии гелия

Теперь, когда у нас есть количество вещества гелия (n), мы можем определить его внутреннюю энергию. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры и количества вещества. Формула для вычисления внутренней энергии газа выглядит следующим образом:

U = n * Cv * T

где: - U - внутренняя энергия газа - Cv - молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме

Значение молярной удельной теплоемкости при постоянном объеме (Cv) для гелия составляет около 3R/2.

Подставим известные значения в формулу и рассчитаем внутреннюю энергию гелия:

U = 3.05 моль * (3R/2) * 273 К

U ≈ 3.05 моль * (3 * 8.314 Дж/(моль·К) / 2) * 273 К

U ≈ 11,930.9 Дж

Таким образом, внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объемом 80 м^3 при давлении 100 кПа и температуре 273 К, составляет около 11,930.9 Дж.