Гелий массой 8 г находится в сосуде объёмом 20 л под давлением 300 кПа. Определите внутреннюю энергию этого газа

Для определения внутренней энергии гелия, использующегося в газовых расчетах, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа и формулой для внутренней энергии: 1. **Уравнение состояния идеального газа:** \[ PV = nRT \] 2. **Количество вещества (n):** Масса гелия \( m = 8 \) г \( = 0.008 \) кг, молярная масса гелия \( M = 4 \) г/моль \( = 0.004 \) кг/моль. \[ n = \frac{m}{M} = \frac{0.008}{0.004} = 2 \text{ моль} \] 3. **Найдем температуру (T):** \[ PV = nRT \quad \Rightarrow \quad T = \frac{PV}{nR} \] Подставим известные значения: \( P = 300 \) кПа \( = 300,000 \) Па, \( V = 20 \) л \( = 0.02 \) м³, \( R = 8.314 \) Дж/(моль·K). \[ T = \frac{300,000 \times 0.02}{2 \times 8.314} \approx 360.5 \, \text{K} \] 4. **Внутренняя энергия (U) для одноатомного газа:** \[ U = \frac{3}{2}nRT \] \[ U = \frac{3}{2} \times 2 \times 8.314 \times 360.5 \approx 8995.5 \, \text{Дж} \] Таким образом, внутренняя энергия гелия составляет примерно 8995.5 Дж.