Яка маса гелію збільшилася, коли його температура змінилася з 50 градусів до 250 градусів і його внутрішня енергія

  • 24
Яка маса гелію збільшилася, коли його температура змінилася з 50 градусів до 250 градусів і його внутрішня енергія зросла на 40 кДж?
Zolotoy_Ray_3131
45
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Гей-Люссака, который гласит, что при постоянном давлении объём газа, пропорционален его температуре.

Для начала, найдем изменение температуры газа:

ΔT=T2T1=250C50C=200C

Теперь нам нужно найти изменение внутренней энергии газа, которое составляет 40 кДж.

Стоит отметить, что внутренняя энергия газа напрямую связана с его температурой.

Формула для изменения внутренней энергии газа выглядит следующим образом:

ΔU=nCVΔT

где n - количество вещества газа, CV - молярная удельная теплоёмкость газа при постоянном объёме, ΔT - изменение температуры газа.

Так как у нас нет информации о количестве вещества гелия, то мы можем считать, что молярная удельная теплоемкость гелия при постоянном объеме (CV) равна постоянной величине.

Давайте обозначим изменение массы гелия как Δm. Используя связь между массой и количеством вещества газа, можно представить Δm следующим образом:

Δm=nM

где M - молярная масса гелия.

Мы также можем использовать равенство массы геля и его объема в газовой фазе:

m=Vρ

где m - масса геля, V - его объем, а ρ - плотность геля.

Заменив Δm на nM и m на Vρ, получим:

Δm=nM=Vρ

Окей, теперь мы можем решить задачу.
Мы знаем, что изменение массы гелия и изменение внутренней энергии газа связаны следующим образом:

ΔmCVΔT=ΔU

Подставим значения: ΔT=200C, ΔU=40кДж и CV - значение, которое нам неизвестно.

Теперь мы можем решить это уравнение, чтобы найти Δm и обозначить его как x:

xCV200=40кДж

Решим это уравнение относительно x:

x=40кДжCV200

Таким образом, изменение массы гелия составит 40кДжCV200 граммов.

Надеюсь, это решение будет полезно для вас, и вы поняли каждый шаг. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, пишите!