Для определения внутренней энергии гелия можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
U = 3/2 n R * T
где U - внутренняя энергия газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Сначала найдем количество вещества n:
m = ρ Vn = m / M = ρ V / M
где m - масса гелия, ρ - плотность, V - объем, M - молярная масса гелия.
Для гелия M = 4 г/моль.
Так как масса гелия равна 1 кг = 1000 г, объем можно найти следующим образом:
V = m / ρ = 1000 г / 0.2 кг/м3 = 5000 м3.
Теперь найдем количество вещества n:
n = 0.2 кг/м3 * 5000 м3 / 4 г/моль = 25000 моль.
Для гелия R = 8.31 Дж/(моль*К), а температуру оценим, используя уравнение состояния:
P V = n R TT = P V / (n R) = 8 10^4 Па 5000 м3 / (25000 моль 8.31 Дж/(моль*К)) ≈ 240 К.
Подставим полученные значения в формулу для внутренней энергии:
U = 3/2 25000 моль 8.31 Дж/(мольК) 240 К ≈ 1125900 Дж.
Ответ: Внутренняя энергия гелия составляет примерно 1125900 Дж.
Для определения внутренней энергии гелия можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
U = 3/2 n R * T
где U - внутренняя энергия газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Сначала найдем количество вещества n:
m = ρ V
n = m / M = ρ V / M
где m - масса гелия, ρ - плотность, V - объем, M - молярная масса гелия.
Для гелия M = 4 г/моль.
Так как масса гелия равна 1 кг = 1000 г, объем можно найти следующим образом:
V = m / ρ = 1000 г / 0.2 кг/м3 = 5000 м3.
Теперь найдем количество вещества n:
n = 0.2 кг/м3 * 5000 м3 / 4 г/моль = 25000 моль.
Для гелия R = 8.31 Дж/(моль*К), а температуру оценим, используя уравнение состояния:
P V = n R T
T = P V / (n R) = 8 10^4 Па 5000 м3 / (25000 моль 8.31 Дж/(моль*К)) ≈ 240 К.
Подставим полученные значения в формулу для внутренней энергии:
U = 3/2 25000 моль 8.31 Дж/(мольК) 240 К ≈ 1125900 Дж.
Ответ: Внутренняя энергия гелия составляет примерно 1125900 Дж.