Дано: V = 0,6 м^3, P = 2∙10^3 Па
Найти: внутренняя энергия газа
Решение:
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры и не зависит от объема и давления, поэтому внутренняя энергия газа равна константе и может быть выражена как:
U = C_v * T
Где C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме, T - температура газа.
Если газ считать двухатомным, то удельная теплоемкость при постоянном объеме равна C_v = (5/2) * R, где R - универсальная газовая постоянная.
Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT следует, что T = PV / nR, где n - количество вещества газа.
Так как газ одноатомный, удельная теплоемкость при постоянном объеме равна C_v = (3/2) * R.
Сначала найдем количество вещества газа:
n = PV / RT = (2∙10^3 Па * 0,6 м^3) / (8,31 Дж/(моль·К) * 273 К) ≈ 0,04 моль
Теперь найдем внутреннюю энергию газа:
U = C_v * T = (3/2) * R * T = (3/2) * 8,31 Дж/(моль·К) * 273 К ≈ 3378 Дж = 3,378 кДж
Ответ: 3,378 кДж