Чтобы рассчитать изменение внутренней энергии гелия при изменении температуры, воспользуемся формулой:
\[ \Delta U = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \(\Delta U\) — изменение внутренней энергии,
- \(m\) — масса газа,
- \(c\) — удельная теплоемкость газа,
- \(\Delta T\) — изменение температуры.
Определим массу: Масса гелия \(m = 300 \text{ г} = 0.3 \text{ кг}\).
Определим удельную теплоемкость: Удельная теплоемкость гелия в условиях постоянного объема составляет приблизительно \(c = 3.12 \text{ кДж/(кг·К)}\) или \(3120 \text{ Дж/(кг·К)}\).
Определим изменение температуры: \(\Delta T = T_2 - T_1 = 50 \, °C - 20 \, °C = 30 \, °C = 30 \, K\) (изменение температуры в Кельвинах одинаково изменению в градусах Цельсия).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ \Delta U = 0.3 \, \text{кг} \cdot 3120 \, \text{Дж/(кг·К)} \cdot 30 \, K \]
\[ \Delta U = 0.3 \cdot 3120 \cdot 30 \]
\[ \Delta U = 0.3 \cdot 93600 = 28080 \, \text{Дж} \]
Таким образом, изменение внутренней энергии гелия массой 300 г при увеличении температуры с 20 °C до 50 °C составит 28,080 Дж.
