Что произойдет, если количеству теплоты 9 кДж сообщить гелию, находящемуся в закрытом сосуде вместимостью 3

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно использовать закон Гей-Люссака, который гласит, что при неизменном объеме газа и константе количестве вещества (в данном случае гелия), давление и абсолютная температура газа прямо пропорциональны.

Для начала, нам следует выразить температуру газа в абсолютных единицах измерения. Для этого мы можем использовать формулу:

\[ T = t + 273,15 \]

где T - абсолютная температура газа в Кельвинах, а t - температура газа в градусах Цельсия.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная (примерно равна 8,314 Дж/(моль·К)), T - абсолютная температура газа.

Мы знаем, что объем газа равен 3 л, давление равно 1 МПа, а количество теплоты равно 9 кДж. Чтобы узнать, что произойдет с температурой газа, мы должны найти изменение в температуре. Мы можем это сделать, переставив формулу:

\[ T = \frac{{PV}}{{nR}} \]

Теперь мы можем вставить известные значения:

\[ T = \frac{{(1 \times 10^6 \, \text{Па})(3 \times 10^{-3} \, \text{м}^3)}}{{(n)(8,314 \, \text{Дж/(моль·К)}}} \]

Один кПа равен 1000 Па, поэтому мы можем перевести 1 МПа в 1 * 10^6 Па. Также, 1 л равен 0,001 м^3, поэтому объем газа 3 л равен 3 * 10^-3 м^3.

Теперь мы можем узнать количество вещества газа, используя уравнение состояния идеального газа:

\[ n = \frac{{PV}}{{RT}} \]

\[ n = \frac{{(1 \times 10^6 \, \text{Па})(3 \times 10^{-3} \, \text{м}^3)}}{{(8,314 \, \text{Дж/(моль·К)})(T)}} \]

Мы знаем, что количество теплоты, переданное газу, равно 9 кДж. Чтобы найти теплоту, мы можем использовать формулу:

\[ Q = nC\Delta T \]

где Q - теплота, n - количество вещества газа, C - молярная теплоемкость при постоянном объеме, \(\Delta T\) - изменение в температуре.

Однако, поскольку в задаче не указана молярная теплоемкость при постоянном объеме \(C\), мы не можем точно найти изменение в температуре. Таким образом, мы не сможем точно сказать, что произойдет с температурой газа, если количеству теплоты 9 кДж сообщить гелию, находящемуся в закрытом сосуде вместимостью 3 л под давлением 1 МПа.

Но мы можем дать общее объяснение: если количество теплоты увеличивается, то температура газа также увеличится, при условии, что объем и количество вещества газа не меняются.