Решить задачу по физике Сравнить внутреннею энергию H2 и N2 взятых в количестве 1 кг при одинаковой температуре

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нам нужно воспользоваться формулой для внутренней энергии идеального газа:

U = C_v n T

Где U - внутренняя энергия газа, C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме, n - количество вещества (в данном случае 1 кг газа), T - температура.

Удельная теплоемкость при постоянном объеме для молекул газа H2 - 20,43 J/molK, а для молекул газа N2 - 20,78 J/molK.

Нам также известно, что молярная масса H2 = 2 г/моль, а N2 = 28 г/моль.

Переведем молекулярные массы в кг/mol:
m(H2) = 2г/моль 10^-3 = 0,002 кг/моль
m(N2) = 28г/моль 10^-3 = 0,028 кг/моль

Таким образом, количество вещества для H2 будет n(H2) = 1 кг / 0,002 кг/моль = 500 моль
А для N2 - n(N2) = 1 кг / 0,028 кг/моль = 35,71 моль (округлим до 36 моль).

Также, у нас температура для обоих газов одинакова, поэтому можем сразу приступить к вычислениям:

U(H2) = 20,43 J/molK 500 моль T
U(N2) = 20,78 J/molK 36 моль T

Соответственно внутренняя энергия для H2 будет U(H2) = 10215 JT
A для N2 - U(N2) = 748,08 JT

Таким образом, внутренняя энергия H2 будет больше, чем у N2 при одинаковой температуре.