Вопрос задан 13.01.2026 в 14:28. Предмет Физика. Спрашивает Бутим Саша.

Гелий массой 50 г нагревают на 50˚С при постоянном давлении. Определите изменение внутренней энергии и количество теплоты, сообщенной газу.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Юсупов Никита.

Берём гелий как одноатомный идеальный газ. Его молярные теплоёмкости:

  • CV=32RC_V=\tfrac{3}{2}R, Cp=52RC_p=\tfrac{5}{2}R.

Дано: m=50 г=0,05 кгm=50\,\text{г}=0{,}05\,\text{кг}, ΔT=50 К\Delta T=50\,\text{К}, MHe=4 г/моль⇒n=504=12,5 мольM_{\text{He}}=4\,\text{г/моль}\Rightarrow n=\dfrac{50}{4}=12{,}5\,\text{моль}, R=8,314 Дж/(моль\cdotpК)R=8{,}314\,\text{Дж/(моль·К)}.

Изменение внутренней энергии (через CVC_V):

ΔU=nCVΔT=n(32R)ΔT=12,5⋅32⋅8,314⋅50≈7,79×103 Дж=7,79 кДж.\Delta U=n C_V \Delta T =n\left(\tfrac{3}{2}R\right)\Delta T =12{,}5\cdot \tfrac{3}{2}\cdot 8{,}314\cdot 50 \approx 7{,}79\times10^3\,\text{Дж}=7{,}79\,\text{кДж}.

Количество теплоты при нагревании при p=constp=\text{const} (через CpC_p):

Q=nCpΔT=n(52R)ΔT=12,5⋅52⋅8,314⋅50≈1,299×104 Дж=12,99 кДж.Q=n C_p \Delta T =n\left(\tfrac{5}{2}R\right)\Delta T =12{,}5\cdot \tfrac{5}{2}\cdot 8{,}314\cdot 50 \approx 1{,}299\times10^4\,\text{Дж}=12{,}99\,\text{кДж}.

(Проверка: работа расширения при p=constp=\text{const} равна W=Q−ΔU≈5,20 кДжW=Q-\Delta U\approx 5{,}20\,\text{кДж}, что совпадает с nRΔTnR\Delta T.)

Ответ: ΔU≈7,8 кДж\Delta U\approx 7{,}8\,\text{кДж}, Q≈13 кДжQ\approx 13\,\text{кДж}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос