Как изменится внутренняя энергия гелия, весом 0,64 кг, с молярной массой 0,004 кг/моль, при переходе из состояния

Содержание вопроса: Изменение внутренней энергии гелия при переходе между состояниями

Разъяснение:
Для того чтобы понять, как изменяется внутренняя энергия гелия при переходе между состояниями, воспользуемся первым законом термодинамики, известным как закон сохранения энергии. Согласно этому закону, изменение внутренней энергии системы равно сумме теплового и работы, совершенной над системой:

ΔU = Q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - полученное тепло, W - совершенная работа.

В данной задаче нет информации о проведенной работе, поэтому мы можем сосредоточиться только на тепловом эффекте.

Для расчета количества полученного тепла будем использовать уравнение:

Q = n * C * ΔT

где Q - полученное тепло, n - количество вещества (в молях), C - молярная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Дано, что масса гелия (n) составляет 0,64 кг, а его молярная масса (M) равна 0,004 кг/моль. Таким образом, количество вещества можно вычислить как:

n = масса гелия (m) / молярная масса гелия (M)
n = 0,64 кг / 0,004 кг/моль

После рассчета количества вещества, мы можем использовать значение молярной теплоемкости (C), которая является конкретной характеристикой для каждого вещества. Допустим, C = 20 Ж/моль∙К.

Далее, нам необходимо узнать изменение температуры (ΔT) между состоянием 1 и состоянием 2 для гелия. Зная начальную (T1) и конечную (T2) температуры, можно вычислить изменение температуры, как:

ΔT = T2 - T1

Подставив все значения в уравнение для Q, мы сможем найти количество полученного тепла.

Дополнительный материал:
Предположим, что начальная температура гелия составляет 300К, а конечная температура равна 400К. Молярная теплоемкость C = 20 Ж/моль∙К. Мы можем рассчитать изменение внутренней энергии гелия при этом переходе:

n = 0,64 кг / 0,004 кг/моль = 160 моль

ΔT = T2 - T1 = 400К - 300К = 100К

Q = n * C * ΔT = 160 моль * 20 Ж/моль∙К * 100К = 320000 Ж

Таким образом, изменение внутренней энергии гелия при переходе из состояния 1 в состояние 2 будет равно 320000 Ж.

Совет:
Для лучшего понимания темы, рекомендуется изучить первый закон термодинамики, а также понятия о внутренней энергии, тепле и работе. Изучение и применение уравнения Q = n * C * ΔT поможет вам решать подобные задачи на изменение внутренней энергии.

Задание:
Предположим, что масса гелия равна 1,2 кг, а его молярная масса – 0,002 кг/моль. Температура гелия изменилась с 200К до 400К. Молярная теплоемкость гелия равна 25 Ж/моль∙К. Какое количество тепла было получено или отдано при этом переходе?