На скільки збільшилася внутрішня енергія гелію, якщо закоркована посудина з 80 г гелію була нагріта з температури

Термодинамика: Изменение внутренней энергии

Пояснение: Внутренняя энергия системы - это сумма кинетической энергии частиц системы и потенциальной энергии взаимодействия частиц. Изменение внутренней энергии можно выразить в виде разности между начальной и конечной величиной.

Формула для изменения внутренней энергии можно записать следующим образом: ΔU = Q - W, где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - количество тепла, полученного или отданного системой, W - работа, совершенная системой.

В данной задаче нам даны начальная и конечная температуры системы гелия. Мы должны найти изменение внутренней энергии.

Для начала, с помощью уравнения состояния идеального газа (PV = nRT) мы можем определить количество вещества гелия в системе. Используя молярную массу гелия (4 г/моль), мы можем выразить количество вещества (n = масса/молярная масса).

Затем мы можем использовать уравнение теплообмена (Q = mcΔT), где Q - количество тепла, m - масса гелия, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Подставив значения в формулы, мы можем найти количество тепла (Q) и изменение внутренней энергии (ΔU).

Дополнительный материал:
Внутренняя энергия гелия, закоркованного в посудине и нагретого с 400 К до 500 К.
Масса гелия (m) = 80 г
Начальная температура (T1) = 400 К
Конечная температура (T2) = 500 К

Решение:
1. Найдем количество вещества гелия: n = масса/молярная масса = 80 г/4 г/моль = 20 моль.
2. Используем уравнение теплообмена для нахождения количества тепла (Q):
Q = mcΔT = 20 моль × 4,18 Дж/моль К × (500 - 400) К = 8360 Дж.
3. Изменение внутренней энергии (ΔU) равно количеству тепла (Q):
ΔU = 8360 Дж.

Совет: Чтобы лучше понять понятие внутренней энергии, рекомендуется изучить термодинамику и узнать о различных способах передачи тепла и работы в системах.

Дополнительное упражнение:
Сколько тепла получит или отдаст система, если закоркованная посудина с 50 г гелия нагревается с 300 К до 500 К? Удельная теплоемкость гелия равна 5,2 Дж/(г К). Определите изменение внутренней энергии системы.