Внутренняя энергия газа определяется как сумма кинетической и потенциальной энергии всех его молекул. В данном случае у нас имеется смесь двух одноатомных газов⁚ газа 1 с массой 43 г и газа 2 с массой 61 г.
Для расчёта модуля изменения внутренней энергии воспользуемся формулой ΔU q ⸺ w‚ где ΔU ⸺ изменение внутренней энергии‚ q ー теплота‚ w ⸺ работа.
Так как речь идёт о герметичном резервуаре‚ то газы находятся в изолированной системе и не производят работу. Следовательно‚ работа w 0.
Для определения теплоты q‚ воспользуемся формулой q mcΔT‚ где m ー масса газа‚ c ー удельная теплоёмкость газа‚ ΔT ⸺ изменение температуры.Удельная теплоёмкость газа находится по формуле c (3/2)R‚ где R ⸺ универсальная газовая постоянная.Для газа 1 с массой 43 г имеем⁚
c1 (3/2)R (3/2) * 8.314 Дж/(моль·К) 12.471 Дж/(моль·К)
ΔT1 -23 °C -23 K
Для газа 2 с массой 61 г имеем⁚
c2 (3/2)R (3/2) * 8.314 Дж/(моль·К) 12.471 Дж/(моль·К)
ΔT2 -23 °C -23 K
Теперь можем рассчитать теплоту q1 и q2 для каждого газа⁚
q1 m1c1ΔT1 43 г * (12.471 Дж/(моль·К)) * (-23 K) -12‚534 Дж
q2 m2c2ΔT2 61 г * (12.471 Дж/(моль·К)) * (-23 K) -18‚013 Дж
Теплоты q1 и q2 отрицательны‚ так как происходит охлаждение системы и энергия выделяется.Итак‚ модуль изменения внутренней энергии будет⁚
ΔU |q1| |q2| |-12‚534 Дж| |-18‚013 Дж| 30‚547 Дж
Таким образом‚ при охлаждении системы на 23 °C модуль изменения внутренней энергии будет составлять 30‚547 Дж.