При збільшенні температури на 10 ⁰C внутрішня енергія газу змінюється згідно з першим законом термодинаміки, який говорить, що зміна внутрішньої енергії рівна різниці між кінцевою та початковою внутрішньою енергією системи плюс виконана робота над системою.
Тут нам потрібно врахувати, що молярна маса гелію дорівнює 0,004 кг/моль, що відповідає масі 4 г на моль. Отже, 200 г гелію відповідають 50 моль.
Зміна внутрішньої енергії може бути розрахована за формулою: ΔU = n * Cv * ΔT, де n - кількість молей, Cv - молярна теплоємність за постійного об'єму.
Для молекулярних газів (таких, як гелій) молярна теплоємність при постійного об'єму Cv = (5/2)R, де R - універсальна газова стала, R = 8,314 Дж/(моль∙К).
Отже, ΔU = n * (5/2)R * ΔT = 50 * (5/2) * 8,314 * 10 = 2078,5 Дж.
Таким чином, внутрішня енергія змінюється на 2078,5 Дж при збільшенні температури гелію на 10 ⁰C.