Определите массу гелия температурой 30 с и внутренней энергией 3030 дж (г)

Для того чтобы определить массу гелия при заданных условиях, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое гласит:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Начнем с того, что у нас есть температура газа, которая равна 30 градусам Цельсия. Однако в данном уравнении необходимо использовать абсолютную температуру, выраженную в кельвинах. Для этого необходимо применить следующее соотношение:

T(K) = T(°C) + 273.15,

где T(K) - температура в кельвинах, T(°C) - температура в градусах Цельсия.

Подставляя температуру в уравнение, получим:

T(K) = 30 + 273.15 = 303.15 K.

Теперь у нас есть значение температуры в кельвинах. Возьмем во внимание, что у нас также задана внутренняя энергия газа, которая равна 3030 Дж.

Внутренняя энергия газа (U) связана с его температурой (T) следующей формулой:

U = (3/2) * nRT,

где R - универсальная газовая постоянная. Мы можем записать это уравнение в форме, где нам необходимо определить количество вещества (n):

n = (2U)/(3RT).

Теперь, чтобы определить массу гелия, нам нужно учесть его количество вещества и молярную массу гелия. Молярная масса гелия равна примерно 4 г/моль.

Масса (m) гелия связана с его количеством вещества (n) и молярной массой (M) следующей формулой:

m = n * M.

Подставляя все значения в соответствующие формулы, получим окончательное решение:

T(K) = 303.15 K,
U = 3030 Дж,
R ≈ 8.31 Дж/(моль⋅К),
M(He) = 4 г/моль.

1. Переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:
T(K) = 30 + 273.15 = 303.15 K.

2. Определим количество вещества (n) гелия:
n = (2 * 3030 Дж) / (3 * 8.31 Дж/(моль⋅К) * 303.15 K) ≈ 3.04 моль.

3. Определим массу гелия (m):
m = 3.04 моль * 4 г/моль ≈ 12.16 г.

Таким образом, масса гелия при заданных условиях составляет примерно 12.16 грамм.