1 найдем массу всего гелия m= плотность * V=0,4*5=2 кг
2 Найдем число молекул гелия
N= m*Na/M=2*6,10^23/0,004= 3*10^26
3 Найдем среднюю кинетическую энергию одной молекулы гелия по формуле
E1=mo*V^2/2
4 вычислим массу 1 молекулы гелия mo=4*1аем=4*1,66*10^-27=6,64*10^-27 кг
5 осталось вычислить Е1
6 найдем всю кинетич энергию E=E1*N=........
Для идеального газа число степеней свободы i = 3
Находим коэффициент Пуассона:
γ = (i+2)/i = (3+2)/3 = 5/3 ≈1,67
Внутреннюю энергию через коэффициент Пуассона можно найти по формуле:
U = p·V / (γ -1)
Замечание: обратите внимание, что в этой формуле отсутствует количество молей v !
U = 0,8·10⁵·6·10⁻³ / (1,67 - 1) ≈ 720 Дж
Сила тяжести - это сила тяготения со стороны Земли и не зависит от того, что с ним происходит, пусть хоть падает. F=mg=16*10=160 H.
Вот давление на опору зависит от угла наклона плоскости, но об этом не спрашивают.
1-2 изотермическое расширение
2-3 изобарное расширение
3-4 изотермическое сжатие
4-1 изобарное сжатие
Графики в приложении
========================
45 1/2=91/2 м
91/2=45.5 м длина площадки
45.5*5/13=17.5 м ширина площадки
Найдём площадь площадки
S=45.5*17.5=796.25 м²
За счёт того что площадку окаймляет дорожка внутри площадки образовался новый прямоугольник ширина и длина которого менее ширины и длины площадки на ширину дорожки.
Исходные данные внутреннего прямоугольника
ширина
45.5-4/5=45.5-0.8=44.7 м - длина
17.5-0.8=16.7 м - ширина
Найдём площадь внутренней площадки
S=44.7*16.7=746.49 м²
Площадь дорожки равна разности площади площадки и площади внутреннего прямоугольника
ΔS=796.25-746.49=49.76 м²
Ответ
площадь дорожки 49.76 м²