В двух одинаковых сосудах при одинаковом давлении находятся водород и гелий .Каково отношение внутренней энергии водорода к внутренней энергии гелия?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Отношение внутренней энергии водорода к внутренней энергии гелия можно найти используя формулу для внутренней энергии газа по закону идеального газа:

(U = \frac{3}{2}nRT)

где (U) - внутренняя энергия газа, (n) - количество молей газа, (R) - универсальная газовая постоянная, (T) - абсолютная температура.

Поскольку сосуды одинаковые и давление одинаковое, значит количество молей газов и абсолютная температура также одинаковы.

Таким образом, отношение внутренней энергии двух газов будет равно отношению универсальной газовой постоянной для водорода к универсальной газовой постоянной для гелия:

(\frac{U_1}{U_2} = \frac{\frac{3}{2}R_1T}{\frac{3}{2}R_2T} = \frac{R_1}{R_2})

В случае водорода и гелия универсальные газовые постоянные равны (R_1 = 8.314 \, Дж/(моль \cdot К)) для водорода и (R_2 = 20.8 \, Дж/(моль \cdot К)) для гелия.

Следовательно, отношение внутренней энергии водорода к внутренней энергии гелия будет:

(\frac{U_1}{U_2} = \frac{8.314}{20.8} \approx 0.4)

Таким образом, внутренняя энергия водорода будет примерно в 2.5 раза меньше, чем внутренняя энергия гелия.