1. Какое количество теплоты потребовалось, чтобы охладить 2 кг гелия при уменьшении его температуры на 8 °C?

Считаем гелий одноатомным идеальным газом. При охлаждении количество теплоты, переданное газом, отрицательно.

Используем формулу для изменения внутренней энергии одноатомного газа: \(Q=\frac{3}{2}\frac{m}{M}R\Delta T\).

Для гелия \(M=0.004\) кг/моль, \(m=2\) кг, \(\Delta T=-8\) К, \(R=8.31\) Дж/(моль·К).

\(Q=\frac{3}{2}\cdot\frac{2}{0.004}\cdot8.31\cdot(-8)=-49\,860\) Дж.

Ответ: газ отдал 49.9 кДж теплоты (\(Q\approx-49.9\) кДж).