Изменение внутренней энергии смеси газов можно рассчитать по формуле: ΔU = n * Cv * ΔT, где ΔU – изменение внутренней энергии, n – количество молей газа, Cv – удельная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT – изменение температуры. Для идеального газа удельная теплоемкость при постоянном объёме (Cv) может быть определена на основе его молекулярного состава. Для моноатомных газов Cv = 3/2 * R, для диатомных – Cv = 5/2 * R. В нашем случае смесь состоит из диатомных газов (азота и кислорода), поэтому Cv будет составлять 5/2 * R. 1. Находим количество молей каждого газа: - Молярная масса азота (N₂) примерно 28 г/моль. - Молярная масса кислорода (O₂) примерно 32 г/моль. Количество молей азота n(N₂): n(N₂) = 100 г / 28 г/моль ≈ 3,57 моль. Количество молей кислорода n(O₂): n(O₂) = 200 г / 32 г/моль ≈ 6,25 моль. Общее количество молей смеси: n = n(N₂) + n(O₂) = 3,57 + 6,25 ≈ 9,82 моль. 2. Вычисляем изменение внутренней энергии: ΔU = n * Cv * ΔT, где ΔT = -25 K (охлаждение). Подставляем значения: ΔU = 9,82 моль * (5/2 * R) * (-25 K). Значение универсальной газовой постоянной R = 8,31 Дж/(моль·К). Исчисляем: ΔU = 9,82 * (5/2 * 8,31) * (-25) = 9,82 * 20,78 * (-25) ≈ -5106,35 Дж. Таким образом, изменение внутренней энергии смеси газов при охлаждении на 25 К составляет приблизительно -5106,35 Дж.
