Question

Посудина, яка містить 2 г гелію, розірвалася при температурі 400 °С. Яка максимальна кількість азоту може зберігатися в такій посудині при 30 °С та при п'ятикратному запасі міцності ? (3 бали)  ​

Answer 1

Ответ:

P1V=m1*R*T1/ молярная масса гелия

P2V=m2*R*T2/ молярная масса азота

P1/P2=m1*T1* молярная масса азота/м2*R*T2/ молярная масса гелия

после сокращения:

m2=m1*T1* молярная масса азота/Т2*молярная масса гелия*5

m2=0,002*673*0,028/303*0,004*5=0,006(кг)

P1/P2=5

Answer 2

Щоб відповісти на це питання, спочатку потрібно з'ясувати, яка кількість азоту може бути збережена в посудині, яка містить 2 г гелію і розірвалася при температурі 400 °C.

Зауважте, що гелій є невзаємодіючим газом, тому він не реагує з азотом або будь-яким іншим газом. Тому, щоб знайти максимальну кількість азоту, яку можна зберегти в посудині, ми можемо використовувати закон Бойля-Маріотта, який стверджує, що при постійній кількості газу і постійній температурі, тиск газу пропорційний об'єму газу.

Таким чином, якщо посудина розірвалася при температурі 400 °C, ми можемо припустити, що тиск в посудині до розриву був рівний тиску атмосфери при цій температурі. За стандартних умов тиск атмосфери становить близько 1 атмосфери (101325 Па).

Тепер, коли ми знаємо тиск, при якому посудина розірвалася, ми можемо використовувати закон Бойля-Маріотта, щоб знайти максимальний об'єм азоту, який може бути збережений в посудині при 30 °C та при п'ятикратному запасі міцності.

Закон Бойля-Маріотта формулюється так: P1 * V1 = P2 * V2, де P1 та V1 - початковий тиск та об'єм газу, а P2 та V2 - кінцевий тиск та об'єм газу.

В нашому випадку, початковий тиск (P1) дорівнює тиску атмосфери при 400 °C, а кінцевий тиск (P2) дорівнює п'ятикратному запасу міцності, тобто 5 * 1 атмосфери. Температура (T) в даному випадку не змінюється, тому ми можемо використовувати закон Бойля-Маріотта без змін.

Тепер ми можемо використовувати формулу закону Бойля-Маріотта, щоб знайти максимальний об'єм азоту (V2):

P1 * V1 = P2 * V2

1 атмосфера * V1 = 5 атмосфер * V2

V2 = (1 атмосфера * V1) / 5 атмосфер

Тепер, коли ми знаємо, що посудина містить 2 г г