Какова внутренняя энергия гелия, находящегося в герметично закрытом сосуде, если количество вещества составляет 12 моль, а температура равна 27 °С?

Физика 11 класс Внутренняя энергия идеального газа внутренняя энергия гелия гелий 12 моль температура 27 °С герметично закрытый сосуд физика 11 класс Новый

Чтобы определить внутреннюю энергию гелия, находящегося в герметично закрытом сосуде, мы можем использовать формулу для внутренней энергии идеального газа. Внутренняя энергия U идеального газа определяется по следующей формуле:

U = (3/2) * n * R * T

Где:

• U - внутренняя энергия газа;
• n - количество вещества в молях;
• R - универсальная газовая постоянная (приблизительно 8.31 Дж/(моль·К));
• T - температура в Кельвинах.

Теперь давайте разберем шаги решения:

1. Переведем температуру в Кельвины:

   Температура в Кельвинах рассчитывается по формуле:

   T(K) = T(°C) + 273.15

   Подставим значение: T = 27 °C + 273.15 = 300.15 K.

2. Подставим известные значения в формулу для внутренней энергии:

   n = 12 моль, R = 8.31 Дж/(моль·К), T = 300.15 K.

   Теперь подставим эти значения в формулу:

   U = (3/2) * 12 * 8.31 * 300.15.

3. Выполним вычисления:

   Сначала найдем произведение:

   U = (3/2) * 12 * 8.31 * 300.15 = 3 * 12 * 8.31 * 150.075.

   Теперь посчитаем:

   U ≈ 3 * 12 * 8.31 * 150.075 ≈ 3 * 12 * 1249.65 ≈ 3 * 14995.8 ≈ 44987.4 Дж.

Ответ: Внутренняя энергия гелия составляет примерно 44987.4 Дж.