Приклад завдання на визначення внутрішньої енергії
У балоні об’ємом 100 літрів знаходиться чистий водень під тиском у 3 атмосфери. Вважаючи водень ідеальним газом при даних умовах, необхідно визначити, чому дорівнює його внутрішня енергія.
В записаних вище формулах для U присутня кількість речовини і температура газу. У умови завдання абсолютно нічого про ці величини не сказано. Щоб розв’язати задачу, необхідно згадати універсальне рівняння Клапейрона-Менделєєва. Воно має показаний на малюнку вигляд.
Оскільки водень H2 є двохатомної молекулою, то формула для внутрішньої енергії запишеться у вигляді:
UH2 = 5/2*n*R*T.
Порівнюючи обидва вирази, приходимо до кінцевої формули для рішення задачі:
UH2 = 5/2*P*V.
Залишається перевести одиниці тиску і обсягу умови в систему одиниць СІ, підставити відповідні значення у формулу для UH2 і отримати відповідь: UH2 ≈ 76 кДж.
