На сколько изменяется внутренняя энергия гелия массой 200 г при увеличении температуры на 20 градусов Цельсия?

Для того чтобы найти, на сколько изменяется внутренняя энергия гелия, нам нужно использовать формулу изменения внутренней энергии газа при изменении температуры:

где:

• $\Delta U$ — изменение внутренней энергии,

• $n$ — количество вещества в молях,

• $c_V$ — удельная теплоемкость при постоянном объеме,

• $\Delta T$ — изменение температуры.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества гелия.

Молекулярная масса гелия составляет примерно 4 г/моль. Массой 200 г гелия будет содержать:

Шаг 2: Используем удельную теплоемкость гелия.

Для гелия, который является идеальным газом, удельная теплоемкость при постоянном объеме ( $c_V$ ) составляет около 3,12 Дж/(моль·К).

Шаг 3: Рассчитаем изменение температуры.

Температурное изменение $\Delta T$ равно 20°C (или 20 К, так как изменение температуры в шкале Кельвина равно изменению в градусах Цельсия).

Шаг 4: Рассчитаем изменение внутренней энергии.

Теперь можем найти изменение внутренней энергии:

Таким образом, изменение внутренней энергии гелия массой 200 г при увеличении температуры на 20°C составляет 3120 Дж.