Задача №105 Какова внутренняя энергия идеального одноатомного газа 17, занимающего объем V при температуре Т, если концентрация его молекул n?

Задача №105

Какова внутренняя энергия идеального одноатомного газа 17, занимающего объем V при температуре Т, если концентрация его молекул n?

Обозначим k постоянную Больцмана. Решение. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа определяется формулой

Нам не известны ни масса этого газа m, ни его молярная масса M, но зато известен объем газа V и температура Т, поэтому воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона, в которое тоже входят эти величины: .

Таким образом, вместо мы можем в формулу внутренней энергии подставить pV. Получим

Правда, здесь нам не известно давление газа р, но его можно определить через концентрацию молекул газа и его температуру, воспользовавшись известной формулой молекулярной физики .

Тогда получим окончательно

Задача в общем виде решена.

Ответ: .

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Задача №103 Для охлаждения пулемета во время стрельбы в его кожух наливают V = 5 л воды при — 10°С. За каждую = 1 с пулемет производит N = 10 выстрелов. При этом в патроне сгорает = 3 г пороха. За какое время t выкипит вся вода в кожухе, если КПД процесса теплообмена , а КПД пулемета ? С какой скоростью и вылетает пуля из ствола пулемета, если ее масса г? Удельная теплота сгорания пороха q = Дж/кг, плотность воды , температура кипения воды = 100°С, удельная теплоемкость воды с = 4,2 • 103 Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды Дж/кг. Стрельба производится непрерывно.

Задача №104 При уменьшении объема одноатомного газа вдвое его давление увеличилось на 25%. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия этого газа?

Задача №106 Найти изменение внутренней энергии воды массой , взятой при , при превращении ее в пар с температурой ? Удельная теплоемкость воды Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды Дж/кг.

Задача №100 В сосуд с водой массой = 250 г при температуре = 18°С, опустили медную гирьку массой = 100 г, нагретую до = 90°С. После этого в сосуде установилась температура = 20°С. Удельная теплоемкость воды = 4186 Дж/(кг • К), удельная теплоемкость меди = 380 Дж/(кг • К). Определить теплоемкость сосуда .