Для расчета изменения внутренней энергии газа можно использовать уравнение:
\[ \Delta U = n \cdot C_v \cdot \Delta T, \]
где:
- \(\Delta U\) – изменение внутренней энергии,
- \(n\) – количество молей газа,
- \(C_v\) – молярная теплоемкость при постоянном объеме,
- \(\Delta T\) – изменение температуры.
Для кислорода молярная масса составляет примерно 32 г/моль. Тогда количество молей \(n\) можно вычислить так:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{128 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 4 \, \text{моль}. \]
Для диатомического газа, такого как кислород, молярная теплоемкость при постоянном объеме \(C_v\) примерно равна \(5/2 R\), где \(R\) – универсальная газовая постоянная, равная примерно 8.31 Дж/(моль·К). Тогда:
\[ C_v \approx \frac{5}{2} \cdot 8.31 \approx 20.78 \, \text{Дж/(моль·К)}. \]
Теперь подставим все значения в формулу:
\[ \Delta U = n \cdot C_v \cdot \Delta T = 4 \, \text{моль} \cdot 20.78 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 15 \, \text{К}. \]
\[ \Delta U = 4 \cdot 20.78 \cdot 15 \approx 1246.8 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, изменение внутренней энергии кислорода массой 128 г при увеличении температуры на 15 К составляет примерно 1246.8 Дж.