Для двухатомного газа изменение внутренней энергии \(\Delta U\) можно выразить следующим образом:
\[ \Delta U = \frac{5}{2} n R (T_f - T_i) \]
где:
- \(n\) — количество вещества (моль),
- \(R\) — универсальная газовая постоянная (\(R \approx 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)}\)),
- \(T_f\) — конечная температура,
- \(T_i\) — начальная температура.
Подставим известные значения:
- \(n = 1 \, \text{моль}\),
- \(T_i = 300 \, \text{K}\),
- \(T_f = 500 \, \text{K}\).
Теперь вычислим изменение внутренней энергии:
\[ \Delta U = \frac{5}{2} \cdot 1 \cdot 8.31 \cdot (500 - 300) \]
\[ \Delta U = \frac{5}{2} \cdot 8.31 \cdot 200 \]
\[ \Delta U = \frac{5 \cdot 8.31 \cdot 200}{2} \]
\[ \Delta U = 5 \cdot 8.31 \cdot 100 = 4155 \, \text{Дж} \]
Итак, изменение внутренней энергии составляет \(\Delta U = 4155 \, \text{Дж}\).
Теперь найдем количество теплоты \(Q\), которое подводится к газу. Для двухатомного газа, находящегося в постоянном объеме, количество теплоты можно найти по формуле:
\[ Q = \Delta U \]
Таким образом,
\[ Q = 4155 \, \text{Дж} \]
Итак, изменение внутренней энергии составляет \(4155 \, \text{Дж}\), и количество теплоты, подведенное к газу, равно \(4155 \, \text{Дж}\).