Яка зміна внутрішньої енергії спостерігається в 20 г гелію при зменшенні температури на 10о С? Врахуйте, що молярна

Для начала, нам необходимо использовать формулу для изменения внутренней энергии \(ΔU = nCΔT\), где \(ΔU\) - изменение внутренней энергии, \(n\) - количество вещества (в молях), \(C\) - молярная теплоёмкость вещества, \(ΔT\) - изменение температуры.

У нас дано, что молярная масса гелия равна 4 г/моль. Поскольку у нас есть масса, а не количество вещества, нам необходимо найти количество вещества гелия, используя его молекулярную массу.

Масса гелия равна 20 г, и мы хотим найти количество вещества в молях. Мы можем использовать формулу \(n = \frac{m}{M}\), где \(n\) - количество вещества (в молях), \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Для гелия, \(M = 4\) г/моль, \(m = 20\) г.
\[n = \frac{20 \, г}{4 \, г/моль} = 5 \, моль\]

Теперь, когда у нас есть количество вещества гелия, мы можем использовать формулу для изменения внутренней энергии, принимая во внимание изменение температуры.

Температура уменьшается на 10°C, поэтому \(ΔT = -10\)°C. Минус указывает на уменьшение температуры.

Молярная теплоемкость гелия \(C\) является величиной, которую мы должны знать. Если у нас есть дополнительные данные или можно предположить, что гелий находится при постоянном объеме (изотермический процесс), то молярная теплоемкость при постоянном объеме \(C_v\) равна 3/2R, где \(R\) - универсальная газовая постоянная.

Подставим все значения в формулу \(ΔU = nCΔT\):
\[ΔU = 5 \, моль \cdot (3/2R) \cdot (-10)° C\]

Теперь, учитывая значение универсальной газовой постоянной \(R = 8.314 \, Дж/(моль \cdot К)\), мы можем вычислить изменение внутренней энергии \(ΔU\).

\[ΔU = 5 \, моль \cdot (3/2 \cdot 8.314 \, Дж/(моль \cdot К)) \cdot (-10)° C\]

После вычислений получаем значение изменения внутренней энергии \(ΔU\). Пожалуйста, дайте мне мгновение, чтобы его вычислить.