В закрытом сосуде находится гелий массой 500 г, его давление 50 Па. Определите внутреннюю энергию полия если его плотность 0,2 кг/м³.​

Ответ:

Для решения задачи необходимо знать уравнение состояния идеального газа и формулу для внутренней энергии газа.

Уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.

Формула для внутренней энергии газа: U = (3/2) * nRT, где U - внутренняя энергия газа.

Сначала нужно вычислить объем гелия по его массе и плотности: V = m / p = 500 г / 0,2 кг/м³ = 2500 м³.

Затем выразим количество вещества n из уравнения состояния идеального газа: n = PV / RT. Значение R можно найти в таблицах физических констант: R = 8,314 Дж/(моль·К).

n = (50 Па * 2500 м³) / (8,314 Дж/(моль·К) * Т), где Т - температура газа в Кельвинах.

Для определения температуры нужно знать внутреннюю энергию газа, которую можно вычислить по формуле, указанной выше. U = (3/2) * nRT.

U = (3/2) * (50 Па * 2500 м³) * T = 187500 Дж.

Теперь можно выразить температуру: T = 2U / (3nR) = (2 * 187500 Дж) / (3 * (50 Па * 2500 м³) * 8,314 Дж/(моль·К)) = 357,2 К.

Таким образом, внутренняя энергия газа составляет 187500 Дж, а температура равна 357,2 К