Внутренняя энергия водорода , находящегося при температуре 400К , составляет 900КДж.Какова масса этого...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
внутренняя энергия водород температура 400К 900КДж масса газа расчет массы термодинамика физика
0

Внутренняя энергия водорода , находящегося при температуре 400К , составляет 900КДж.Какова масса этого газа?

avatar
задан 8 месяцев назад

2 Ответа

0

Для решения поставленной задачи воспользуемся основными уравнениями и принципами термодинамики и молекулярной физики.

  1. Внутренняя энергия идеального газа: Внутренняя энергия U идеального газа определяется уравнением: U=νcVT где:

    • ν — количество вещества вмолях,
    • cV — молярная теплоёмкость при постоянном объёме,
    • T — температура в Кельвинах.

    Для двухатомного газа, к которому относится водород (H2), молярная теплоёмкость при постоянном объёме cV составляет: cV=52R где R — универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·К).

  2. Подставим значения в уравнение для U: U=ν52RT Отсюда выразим количество вещества ν: ν=U52RT=2U5RT

  3. Подставим числовые значения: ν=2900×10358.31400

  4. Выполним вычисления: ν=1.8×10616.62×400 ν=1.8×1066648 ν270.7 моль

  5. Найдём массу газа: Масса m газа связана с количеством вещества ν следующим образом: m=νM где M — молярная масса водорода. Для H2 молярная масса составляет 2 г/моль или 0.002 кг/моль.

  6. Подставим значения для нахождения массы: m=270.7 моль0.002 кг/моль m0.5414 кг

Таким образом, масса водорода при данной температуре и указанной внутренней энергии составляет приблизительно 0.5414 кг.

avatar
ответил 8 месяцев назад
0

Для расчета массы водорода можно воспользоваться уравнением внутренней энергии газа:

U = 3/2 n R * T

где U - внутренняя энергия газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная 8,314Дж/(мольК), T - температура в Кельвинах.

Известно, что U = 900 кДж = 900 000 Дж, T = 400 K. Подставим значения в уравнение и найдем количество молей газа:

900 000 = 3/2 n 8,314 * 400

n = 900 000 / (3/2 8,314 400) ≈ 85 моль

Масса водорода можно найти, умножив количество молей на молярную массу водорода 2г/моль:

Масса = 85 моль * 2 г/моль = 170 г

Таким образом, масса водорода, находящегося при температуре 400 K и имеющего внутреннюю энергию 900 кДж, составляет примерно 170 г.

avatar
ответил 8 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме