Аргон находится в закрытом сосуде объмом 0,004м^3.при нагревании на 150 к внутренняя энергия газа увнличивается на 400дж определите плотность газа молярная масса М =0,04 =кг/моль

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT.

Учитывая, что внутренняя энергия газа увеличивается на 400 Дж, это можно записать как dU = Q + W, где Q - количество тепла, а W - работа. Так как сосуд закрытый, то работа по сосуду равна нулю и, следовательно, dU = Q. Тепло, полученное от системы, можно выразить через увеличение внутренней энергии и изменение объема газа:

Q = dU + PdV.

Поскольку внутренняя энергия увеличилась на 400 Дж, то dU = 400 Дж (0,4 кДж). Поскольку газ расширяется, а также в выражении для тепла стоит знак "+", то объем газа увеличивается, а это значит, что работа газа отрицательная (работа считается положительной, если система совершает работу, иначе она считается отрицательной наоборот). Таким образом, PdV = -dV.

Таким образом, уравнение выглядит так:

Q = -dV + dU,
Q = PdV = nRT.

Так как газ идеальный, то у нас верное соотношение: Q = dU. Подставим все значения:

400 Дж = -dV + 400 Дж,
-dV = 0,
dV = 0.

Из этого следует, что объем газа не меняется при нагревании, и поэтому плотность газа остается неизменной.

Плотность газа вычисляется как отношение массы газа к его объему:

p = m/V.

Так как плотность газа остается неизменной, то можно сказать, что p до нагревания равно p после нагревания. Таким образом:

m1/V1 = m2/V2,
m1/0,004 = m2/0,004,
m1 = m2.

Следовательно, плотность газа остается неизменной при нагревании, и в данной задаче она остается равной плотности до нагревания.