Найдите массу гелия, если при повышении температуры на 20 градусов по Цельсию его внутренняя энергия увеличилась на 2,5 кДж​

Хорошо, я буду рад выступить в роли школьного учителя и помочь вам решить эту задачу.

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать формулу для изменения внутренней энергии газа:

ΔU = n * C * ΔT,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, n - количество вещества газа (в молях), C - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры газа.

В данной задаче нам известны ΔT и ΔU, поэтому мы можем использовать формулу для вычисления n, а затем вычислить массу гелия.

Шаг 1: Вычисляем количество вещества гелия (n)
Для этого нам понадобится знать молярную теплоемкость гелия при постоянном объеме (C). Данную информацию можно найти в химических справочниках или таблицах. Допустим, что значение C для гелия равно 3,12 Дж/(г·К) (это примерное значение, фактическое значение может отличаться незначительно).

Используя данную информацию, мы можем переписать формулу для изменения внутренней энергии:

ΔU = n * C * ΔT.

Так как ΔU известно (2,5 кДж), а ΔT равно 20 градусов по Цельсию (20 °C = 20 К), мы можем решить данное уравнение относительно n:

2,5 кДж = n * 3,12 Дж/(г·К) * 20 К.

Шаг 2: Вычисляем количество вещества гелия (n)
Решим уравнение:

2,5 кДж = n * 3,12 Дж/(г·К) * 20 К.

Перенесем все известные значения в одну сторону:

n = (2,5 кДж) / (3,12 Дж/(г·К) * 20 К).

Выполним необходимые вычисления:

n ≈ 0,40 моль.

Шаг 3: Вычисляем массу гелия
Для вычисления массы гелия (m) нам понадобится знать его молярную массу (M), которую также можно найти в химических справочниках или таблицах. Допустим, что значение M для гелия равно 4 г/моль (это точное значение).

Теперь мы можем переписать значение n в граммах, зная его значение в молях:

m = n * M.

Подставим значения:

m = 0,40 моль * 4 г/моль.

Выполним вычисления:

m = 1,6 г.

Таким образом, масса гелия составляет 1,6 г (округляем до одного знака после запятой), если при повышении температуры на 20 градусов по Цельсию его внутренняя энергия увеличилась на 2,5 кДж.