Вычеслите изменение внутренней энергии водорода, находящегося в закрытом сосуде, при его нагревании...

Для того чтобы вычислить изменение внутренней энергии водорода в закрытом сосуде при его нагревании, нам потребуется использовать следующую формулу:

$\mathrm{\Delta }U=n{C}_v\mathrm{\Delta }T$

где:

• $\mathrm{\Delta }U$ — изменение внутренней энергии,
• $n$ — количество молей газа,
• $C_v$ — молярная теплоёмкость газа при постоянном объёме,
• $\mathrm{\Delta }T$ — изменение температуры.

1. Определение количества молей водорода $(n$): Водород имеет молекулярную массу примерно $2$ г/моль $учитывая,чтоводородобычносуществуетввидемолекул(H_2$). Переведем массу водорода из килограммов в граммы: $2\text{ кг}=2000\text{ г}$ Теперь найдем количество молей: $n=\frac{2000\text{ г}}{2\text{ г/моль}}=1000\text{ моль}$

2. Молярная теплоёмкость водорода $(C_v$): Для двухатомного идеального газа, каким является водород $(H_2$), молярная теплоёмкость при постоянном объеме $C_v$ составляет примерно $\frac{5}{2}R$, где $R$ — универсальная газовая постоянная, равная приблизительно $8.314\text{ J/(mol·K)}$. $C_v=\frac{5}{2}\times 8.314\text{ J/(mol·K)}=20.785\text{ J/(mol·K)}$

3. Изменение температуры $(\mathrm{\Delta }T$): По условию задачи, температура газа повышается на $10$ °C, что в кельвинах также будет $10$ К, так как изменение температур в этих единицах измерения равнозначно. $\mathrm{\Delta }T=10\text{ К}$

4. Расчёт изменения внутренней энергии $(\mathrm{\Delta }U$): $\mathrm{\Delta }U=1000\text{ моль}\times 20.785\text{ J/(mol·K)}\times 10\text{ К}=207850\text{ J}$

Итак, изменение внутренней энергии водорода при нагревании на $10$ °C составляет $207850$ джоулей.

Для расчета изменения внутренней энергии водорода при его нагревании на 10°C необходимо воспользоваться уравнением изменения внутренней энергии:

ΔU = mcΔT,

где ΔU - изменение внутренней энергии, m - масса водорода, c - удельная теплоемкость водорода, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость водорода составляет примерно 14,3 Дж/$кг\ast °C$, поэтому:

ΔU = 2кг 14,3 Дж/(кг°C) * 10°C = 286 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии водорода при его нагревании на 10°C составляет 286 Дж.