Внутренняя энергия смеси газов можно вычислить, используя закон идеального газа:
E = E1 + E2
где E - внутренняя энергия смеси газов,
E1 - внутренняя энергия гелия,
E2 - внутренняя энергия аргона.
Внутренняя энергия одного моля идеального газа равна:
U = (3/2) * nRT
где U - внутренняя энергия,
n - количество молей газа,
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура газа.
Первым шагом найдем количество молей гелия и аргона:
n1 = m1 / M1
n2 = m2 / M2
где n1 - количество молей гелия,
n2 - количество молей аргона,
m1 - масса гелия,
m2 - масса аргона,
M1 - молярная масса гелия,
M2 - молярная масса аргона.
Для гелия:
n1 = 5 г / (4 г/моль) = 1.25 моль
Для аргона:
n2 = 30 г / (40 г/моль) = 0.75 моль
Теперь найдем внутреннюю энергию каждого газа:
E1 = (3/2) * n1 * R * T
E2 = (3/2) * n2 * R * T
Подставляя значения:
E1 = (3/2) * 1.25 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 300 К
E2 = (3/2) * 0.75 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 300 К
Вычислим:
E1 = 1868.625 Дж
E2 = 1121.175 Дж
Теперь найдем внутреннюю энергию смеси:
E = E1 + E2
E = 1868.625 Дж + 1121.175 Дж
E = 2989.8 Дж
Таким образом, внутренняя энергия смеси гелия и аргона составляет 2989.8 Дж.
