Найдите внутреннюю энергию смеси, состоящей из аргона массой 40 г и кислорода массой 8 г при температуре 15°С.
Ответы
Массовая доля компонентов
Перед тем, как мы сможем найти внутреннюю энергию смеси, нам нужно определить массовую долю каждого компонента. Массовая доля - это отношение массы каждого компонента к общей массе смеси. Для аргона:
массовая доля аргона = масса аргона / общая масса смеси = 40 г / (40 г + 8 г) = 0,83
Для кислорода:
массовая доля кислорода = масса кислорода / общая масса смеси = 8 г / (40 г + 8 г) = 0,17
Вычисление внутренней энергии
Теперь, когда мы знаем массовую долю каждого компонента, мы можем использовать формулу для вычисления внутренней энергии:
U = (3/2) * n * R * T
где U - внутренняя энергия, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, а T - абсолютная температура.
Нам нужно найти количество молей каждого компонента, чтобы вычислить общее количество молей смеси. Для аргона:
количество молей аргона = масса аргона / молярная масса аргона = 40 г / 39,95 г/моль = 1 моль
Для кислорода:
количество молей кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода = 8 г / 31,99 г/моль = 0,25 моль
Общее количество молей смеси:
общее количество молей = количество молей аргона + количество молей кислорода = 1 моль + 0,25 моль = 1,25 моль
Теперь мы можем вычислить внутреннюю энергию смеси:
U = (3/2) * n * R * T = (3/2) * 1,25 * 8,31 Дж/(моль·К) * 288,15 К = 932,5 Дж