Какое будет давление газа в закрытом сосуде, если его нагреть до температуры 10000К, при которой молекулы азота

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\), где \(P\) - давление газа, \(V\) - его объем, \(n\) - количество вещества в газе (в молях), \(R\) - универсальная газовая постоянная, а \(T\) - температура газа.

Также нам понадобится знать, что объем азота измеряется в литрах, а универсальная газовая постоянная составляет \(R = 0.0821\) л*атм/(моль*К).

1. Рассчитаем давление газа:
По условию задачи, газ находится в закрытом сосуде, поэтому его объем будет постоянным. Однако, при нагревании газа до такой высокой температуры, азот распадается на атомы, что приводит к изменению количества вещества в газе (количество молекул уменьшается вдвое, так как молекула азота состоит из двух атомов). Давление газа можно рассчитать следующим образом:
\[P = \frac{{nRT}}{{V}}\]
Так как у нас задан объем в литрах, нужно заменить его на соответствующую величину ведущую в атмосферах. Чтобы это сделать, воспользуемся соотношением: 1 л = 0.9869 атм.
Подставив значения в уравнение, получим:
\[P = \frac{{0.5 \cdot 0.0821 \cdot 10000}}{{1}} = 410.5 \text{ атм}\]

Ответ: Давление газа в закрытом сосуде составит 410.5 атм.

2. Теперь рассчитаем внутреннюю энергию 1 литра разогретого азота.
Внутренняя энергия газа связана с его температурой и количеством вещества по формуле:
\[U = \frac{{n \cdot f \cdot R \cdot T}}{{2}}\]
Где \(n\) - количество вещества в газе (в молях), \(f\) - число степеней свободы молекулы газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура газа.
Для атомарного азота (\(N_2\)) число степеней свободы равно 5.

Подставив значения в формулу, получим:
\[U = \frac{{0.5 \cdot 5 \cdot 0.0821 \cdot 10000}}{{2}} = 205.25 \text{ Дж}\]

Ответ: Внутренняя энергия 1 литра разогретого азота составит 205.25 Дж.