Для решения данной задачи нам понадобятся следующие сведения:
1. Внутренняя энергия вещества равна сумме его кинетической энергии и потенциальной энергии всех его молекул.
2. Кинетическая энергия молекул вычисляется по формуле: Eк = (3/2) * k * T, где Eк - кинетическая энергия, k - постоянная Больцмана (k = 1,38 * 10^-23 Дж/К), T - температура в Кельвинах.
3. Изменение внутренней энергии вычисляется как разность внутренней энергии окончательного и начального состояний.
Теперь пошагово решим задачу:
1. Выразим кинетическую энергию молекул аргона при начальной и конечной температурах:
Eк1 = (3/2) * k * T1,
Eк2 = (3/2) * k * T2,
где Eк1 и Eк2 - кинетические энергии при начальной (T1) и конечной (T2) температурах соответственно.
2. Так как температура повысилась на 10 К, то T2 = T1 + 10.
3. Теперь вычислим кинетическую энергию при начальной температуре:
Eк1 = (3/2) * k * T1.
4. Затем вычислим кинетическую энергию при конечной температуре:
Eк2 = (3/2) * k * (T1 + 10).
5. Изменение внутренней энергии ΔE будет равно разности Eк2 и Eк1:
ΔE = Eк2 - Eк1.
6. Подставим значения и проведем вычисления:
ΔE = (3/2) * k * (T1 + 10) - (3/2) * k * T1.
7. Вынесем общий множитель (3/2) * k за скобки:
ΔE = (3/2) * k * [(T1 + 10) - T1].
8. Упростим выражение в скобках:
ΔE = (3/2) * k * 10.
9. Подставим значение постоянной Больцмана k (k = 1,38 * 10^-23 Дж/К) и проведем вычисления:
ΔE = (3/2) * 1,38 * 10^-23 * 10.
