Какова масса углекислого газа, если его объем увеличился в 9 раз при адиабатическом расширении и внутренняя энергия

Содержание вопроса: Идеальный газ и его свойства

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать соотношение между внутренней энергией газа и его температурой при адиабатическом процессе. Внутренняя энергия идеального газа связана с его температурой следующим образом:


Где U - внутренняя энергия, С - молярная теплоемкость при постоянном объеме, T - температура газа и R - универсальная газовая постоянная.

Мы можем использовать это соотношение для нахождения изменения внутренней энергии газа при адиабатическом расширении, зная начальную и конечную температуру:


Теперь мы можем использовать соотношение между объемом и температурой газа при адиабатическом процессе:


Где V - объем газа, T - температура газа и α - показатель адиабатической экспансии.

Так как задача говорит нам, что объем увеличился в 9 раз, мы можем записать следующее уравнение:


Теперь, зная начальную температуру (320 К), мы можем найти конечную температуру, подставив известные значения в уравнение и решив его:


После нахождения конечной температуры, мы можем использовать уравнение между массой газа, его объемом и плотностью:


Теперь можно подставить известные значения и решить уравнение, округлив ответ до целого числа и записав его в граммах.

Доп. материал:
Для решения данной задачи необходимо рассчитать изменение внутренней энергии газа и конечную температуру, используя соотношения, приведенные выше. Затем примените уравнение плотности газа для определения его массы.

Совет:
- Внимательно ознакомьтесь с каждым из использованных соотношений и уравнений.
- При выполнении расчетов обратите внимание на единицы измерения и правильно подберите коэффициенты, чтобы получить хороший результат.
- Если у вас возникнут затруднения, не стесняйтесь обратиться за помощью к своему преподавателю или одноклассникам.

Задача для проверки:
Чему равно изменение внутренней энергии идеального газа, если его объем уменьшился в два раза при адиабатическом сжатии и начальная температура была 400 К? Ответ округлить до целого числа и записать в джоулях.