Задача Задача №3624545
А
А
Реши задачу Водород массой 10 г нагрели на 200 К. Найти изменение внутренней энергии
Детальное решение задачи (для понятия).
Условия:
- Водород рассматриваем как идеальный газ (H2).
- Нагрев на ΔT = 200 K.
- Масса m = 10 г = 0.010 кг.
- Молярная масса H2 M ≈ 2.016 г/моль.
Найдём количество вещества n n = m / M = 10 г / 2.016 г/моль ≈ 4.960 моль.
Формула для изменения внутренней энергии идеального газа ΔU = n · Cv · ΔT. Для диатомического неполярного молекулярного газа при умеренных температурах без учёта возбуждения вибрационных уровней Cv приблизительно равно Cv,m = (5/2)·R.
R = 8.314 Дж/(моль·К), поэтому Cv,m ≈ (5/2)·8.314 ≈ 20.785 Дж/(моль·К).
- Вычисление ΔT = 200 К ΔU = n · Cv,m · ΔT ≈ 4.960 моль · 20.785 Дж/(моль·К) · 200 К ≈ (4.960 × 20.785) × 200 Дж ≈ 103.0 × 200 Дж ≈ 2.06 × 10^4 Дж.
Окончательный ответ: ΔU ≈ 2.06 × 10^4 Дж (≈ 20.6 кДж).
Примечания:
- Этот ответ основан на идеальном газе и на том, что при данном диапазоне температур возбуждение вибрационных уровней не существенно влияет на Cv. Если учесть вибрации, Cv возрастёт и ΔU станет чуть больше.
