В металлическом более погруженном в воду с тающим льдом содержит 6,42г инертного газа после того как баллон погрузили в кипяток внутренняя энергия газа увеличилась на 400дж во сколько раз увеличилась обсолютная температура газа сему равно количество в газе какой это газ
Разберём задачу по шагам, считая газ идеальным и моноатомным (инертный благородный газ).
Дано:
- масса газа m = 6,42 г
- изменение внутренней энергии ΔU = 400 Дж
- газ инертный, значит это, скорее всего, моноатомный газ (Cv,m ≈ (3/2)R)
1) Связь внутрипаратной энергии и температуры
Для идеального газа: ΔU = n Cv ΔT.
Для моноатомного газа Cv,m (молярная теплоёмкость при постоянном объёме) = (3/2)R.
Тогда для количества вещества n: ΔT = ΔU / (n Cv) = ΔU / (n · Cv,m) и n = m / M, где M – M molar mass газa.
2) Подстановка и расчёт n
- Пусть газ аргон (Ar), M ≈ 39,95 г/моль.
- n = m / M = 6,42 г / 39,95 г/моль ≈ 0,1609 моль.
3) Рассчёт изменения температуры
- Cv,m = (3/2)R ≈ 1.5 · 8,314 ≈ 12,471 Дж/(моль·K).
- n · Cv = 0,1609 · 12,471 ≈ 2,005 Дж/К.
- ΔT = ΔU / (n Cv) ≈ 400 Дж / 2,005 Дж/К ≈ 199,5 К.
4) Абсолютная температура и во сколько раз она увеличилась
- Предположим начальную температуру T1 = 0°C = 273,15 K (обусловлено присутствием тающего льда).
- Т2 = T1 + ΔT ≈ 273,15 К + 199,5 К ≈ 472,7 К.
- Во сколько раз увеличилась абсолютная температура: T2 / T1 ≈ 472,7 / 273,15 ≈ 1,73.
5) Ответы
- Абсолютная температура увеличилась примерно в 1,73 раза.
- По данным массы и расчётам наиболее разумное предположение для состава газа — аргон (Ar), молярная масса ≈ 40 г/моль.
Дополнительно
- Если бы газом был не аргон, а неон (M ≈ 20,18 г/моль) или гелий (M ≈ 4,00 г/моль), то ΔT и поэтому коэффициент T2/T1 были бы иными (примерно: Ne → ≈1,37; He → ≈1,07). Но для массы 6,42 г наиболее «практично» совпадает с Аргоном, давая ровно полученные выше значения.