Чему равна внутренняя энергия водорода массой 120 г, находящегося при температуре 23°
Чтобы рассчитать внутреннюю энергию водорода, нам нужно использовать формулу для идеального газа. Внутренняя энергия (U) однородного идеального газа определяется как:
\[ U = \frac{3}{2} n R T \]
где:
- \( n \) — количество молей газа,
- \( R \) — универсальная газовая постоянная \( R \approx 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \),
- \( T \) — температура в Кельвинах.
Первым делом, нужно перевести массу водорода в количество молей. Молярная масса водорода (H₂) составляет приблизительно 2 г/моль.
Рассчитаем количество молей водорода: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{120 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 60 \, \text{моль} \]
Затем переведем температуру в Кельвины. Для этого добавим 273 к температуре в Цельсиях: \[ T = 23 + 273 = 296 \, \text{К} \]
Подставим значения в формулу для внутренней энергии: \[ U = \frac{3}{2} \cdot 60 \, \text{моль} \cdot 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 296 \, \text{К} \]
Теперь рассчит мы: \[ U = \frac{3}{2} \cdot 60 \cdot 8.31 \cdot 296 \] \[ U \approx \frac{3}{2} \cdot 60 \cdot 2465.56 \approx 3 \cdot 60 \cdot 1232.78 \approx 110979.6 \, \text{Дж} \]
Таким образом, внутренняя энергия водорода массой 120 г при температуре 23° составляет примерно 110979.6 Дж.
