Какова величина внутренней энергии идеального газа, находящегося в закрытом сосуде объемом 3 л при комнатной

Тема вопроса: Внутренняя энергия идеального газа

Инструкция:
Внутренняя энергия идеального газа связана с кинетической энергией и потенциальной энергией его молекул. Однако, для идеального газа потенциальная энергия молекул считается незначительной, поэтому внутренняя энергия идеального газа в основном зависит от кинетической энергии молекул.

Для расчета внутренней энергии идеального газа можно использовать формулу:

U = (3/2) * n * R * T,

где U - внутренняя энергия, n - концентрация молекул, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

В данной задаче нам дан объем газа, поэтому сначала нужно вычислить количество вещества (n) путем объема (V) и концентрации (c):

n = c * V.

Используя эту формулу, мы можем получить количество вещества n. Затем, используя данную температуру комнаты (обычно примерно 298 K) и универсальную газовую постоянную R, мы можем рассчитать внутреннюю энергию (U) идеального газа.

Демонстрация:
Дано:
Объем газа (V) = 3 л,
Концентрация (c) = 2 * 10^20 см-3.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества (n):
n = c * V = (2 * 10^20) * (3 * 10^-3) = 6 * 10^17 молекул.

Шаг 2: Рассчитаем внутреннюю энергию (U):
U = (3/2) * n * R * T.

Здесь R - универсальная газовая постоянная, примерное значение которой составляет 8,314 Дж/(моль·К), а T - комнатная температура (примерное значение - 298 K).

Подставляя значения в формулу, получим:
U = (3/2) * (6 * 10^17) * 8,314 * 298 = 2,36 * 10^21 Дж.

Таким образом, внутренняя энергия идеального газа составляет примерно 2,36 * 10^21 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять идею внутренней энергии идеального газа, рассмотрите молекулярное движение газа и его связь с кинетической энергией. Свободное изучение концепции кинетической теории газов может помочь вам лучше понять, как внутренняя энергия связана с движением молекул.

Проверочное упражнение:
Для газа с объемом 2 л, концентрацией 1 * 10^19 см-3 и температурой 350 К рассчитайте его внутреннюю энергию.