Як знайти внутрішню енергію газу.

Оскільки внутрішня енергія газу є сумою всіх кінетичних енергій його молекул, то виміряти її безпосередньо, не представляється можливим. Тому для її розрахунку скористайтеся спеціальними формулами, які виражають цю величину через такі макроскопічні параметри як температура, об'єм і тиск.
Вам знадобиться
  • Термометр, манометр, герметичний балон, ваги
Інструкція
1
Розрахувати внутрішню енергію газу достовірно можна тільки тоді, коли його стан близький до ідеального. Тоді можна знехтувати потенційною енергією взаємодії його молекул. Практично всі гази при кімнатній температурі мають властивості, схожі з ідеальним газом.
2
Спочатку визначте хімічну формулу газу, внутрішня енергія якого обчислюється. Виміряйте масу газу за допомогою ваг в грамах. Для цього зважте спочатку порожній балон, а потім заповнений газом, різниця їх мас буде дорівнює масі газу. За допомогою таблиці Менделєєва знайдіть його молярну масу в грамах на моль. За допомогою термометра виміряйте температуру газу. Якщо шкала термометра проградуйована в градусах Цельсія, переведіть її в Кельвіна. Для цього до отриманого значення додайте 273. Розрахуйте внутрішню енергію газу. Для цього масу газу поділіть на молярну масу. Одержаний результат помножте на значення температури і число 8,31 (універсальну газову постійну), потім помножте на число ступенів вільності молекули газу і поділіть на 2 (U = m/M • (R • T) • i/2). Кількість ступенів вільності для одноатомного газу становить 3, для двоатомних молекули 5, а для багатоатомної молекули 6. Це пов'язано з особливостями руху кожної з молекул.
3
Якщо немає можливості виміряти температуру газу, але і відомі його об'єм і тиск, розрахуйте його внутрішню енергію через ці величини. Для цього виміряйте масу газу, його молярну масу і дізнайтеся хімічну формулу. Висловіть обсяг в м ?, а тиск в паскалях. Розрахуйте внутрішню енергію газу, перемноживши число ступенів вільності молекули газу, значення його маси, тиску та об'єму, а результат поділіть на 2 і значення молярної маси газу (U = i • m • P • V/(2 • M)). У загальному випадку зміна внутрішньої енергії газу дорівнює різниці отриманої їм ззовні теплоти і виконаної роботи? U = QA.