Определите увеличение внутренней энергии (кДж) 2 кг водорода при повышении его температуры на 10К

Для определения изменения внутренней энергии газа можно использовать формулу:

\[ \Delta U = n \cdot C_v \cdot \Delta T \]

где:

• \(\Delta U\) — изменение внутренней энергии,
• \(n\) — количество вещества газа в молях,
• \(C_v\) — молярная теплоемкость при постоянном объеме,
• \(\Delta T\) — изменение температуры в Кельвинах.

Для водорода \((H_2)\) молярная теплоемкость при постоянном объеме \(C_v\) составляет примерно 20.8 Дж/(моль·К).

1. Сначала найдем количество вещества водорода в молях. Молярная масса водорода составляет около 2 г/моль, поэтому:

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{2000 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 1000 \, \text{моль} \]

2. Теперь подставим значения в формулу:

\[ \Delta U = n \cdot C_v \cdot \Delta T = 1000 \, \text{моль} \cdot 20.8 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 10 \, \text{К} \]

\[ \Delta U = 1000 \cdot 20.8 \cdot 10 = 208000 \, \text{Дж} \]

3. Переведем Джоули в кДж:

\[ \Delta U = \frac{208000 \, \text{Дж}}{1000} = 208 \, \text{кДж} \]

Таким образом, увеличение внутренней энергии 2 кг водорода при повышении его температуры на 10 K составит 208 кДж.