Будут ли одинаковыми изменения внутренней энергии, объема и работы, совершенной газом, при нагреве изобарно 5 молей

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо применить известные уравнения термодинамики и теорию идеального газа.

Сначала рассмотрим изменение внутренней энергии гелия (\(\Delta U_{\text{гелий}}\)). Если газ подвергается изобарному процессу (то есть при постоянном давлении), то изменение внутренней энергии определяется следующим уравнением:

\(\Delta U = Q - W\),

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(Q\) - количество тепла, полученное газом, и \(W\) - совершенная газом работа.

Поскольку нагрев происходит изобарно, то работа, совершенная газом, равна:

\(W = P \cdot \Delta V\),

где \(P\) - постоянное давление и \(\Delta V\) - изменение объема газа.

Теперь рассмотрим изменение объема газов.

Для идеального газа, изменение объема связано с изменением температуры следующим уравнением:

\(\Delta V = \beta \cdot V \cdot \Delta T\),

где \(\beta\) - коэффициент термического расширения газа, \(\Delta T\) - изменение температуры и \(V\) - начальный объем газа.

Теперь мы можем перейти к решению задачи.

Для гелия:

\(\Delta U_{\text{гелий}} = Q_{\text{гелий}} - W_{\text{гелий}}\),

\(W_{\text{гелий}} = P \cdot \Delta V_{\text{гелий}}\),

\(\Delta V_{\text{гелий}} = \beta_{\text{гелий}} \cdot V_{\text{гелий}} \cdot \Delta T\).

Аналогичные уравнения можно записать и для кислорода.

После подставления соответствующих значений и выполнения всех необходимых вычислений можно сравнить изменения внутренней энергии, объема и работы для гелия и кислорода при нагреве изобарно на 20 °C.

Мы можем заключить, что отношения между этими величинами будут определены конкретными численными значениями коэффициента термического расширения и начального объема для каждого газа.

Однако, без знания конкретных значений этих параметров, мы не можем точно ответить на вопрос о том, будут ли одинаковыми изменения внутренней энергии, объема и работы для гелия и кислорода при нагреве изобарно на 20 °C. Так что ответ будет зависеть от конкретных данных о газах, которые не были предоставлены в задаче.