Question

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!!! Посудина, яка містить 5 г гелію, розірвалася при температурі 400 °С. Яка максимальна кількість азоту може зберігатися в такій посудині при 50 °С та при п'ятикратному запасі міцності ?

Answer 1

p2=5p1

p1V=n1RT1; V=n1RT1/p1 ;n=m1/M1=5*10^-3/4*10^-3=1.25 моль

p2V=n2RT2; V=n2RT2/p2; n2=m2/28*10^-3

n1RT1/p1=n2RT2/5p1

1.25*673=m2*323/28*10^-3*5

m2=28*10^-3*5*1.25*673/323=0.36 кг

Answer 2

Для визначення максимальної кількості азоту, яка може бути збережена в посудині при 50 °C і п'ятикратному запасі міцності, спочатку ми повинні знайти об'єм посудини при цих умовах. Відомо, що гелій розірвався при температурі 400 °C, тому нам потрібно знайти об'єм посудини при 50 °C, використовуючи ідеальний газовий закон.

Ідеальний газовий закон має вигляд: $PV = nRT,$ де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала (R = 8.314 J/(mol·K)), T - температура в Кельвінах.

Спочатку перетворимо температури в Кельвіни:

• Температура розриву (Т1) = 400 + 273.15 = 673.15 K
• Температура зберігання (Т2) = 50 + 273.15 = 323.15 K

Тепер ми можемо використовувати ідеальний газовий закон для гелію, щоб знайти кількість молей гелію (n1), яка була в посудині під час розриву:

$n1 = \frac{PV}{RT1} = \frac{5 г}{8.314 J/(mol·K) * 673.15 K} ≈ 9.39 * 10^{-4} молей.$

Тепер ми знаємо кількість молей гелію, яка була в посудині при розриві. Щоб знайти максимальну кількість азоту, яка може бути збережена в посудині при 50 °C і п'ятикратному запасі міцності, нам потрібно використовувати закон Дальтона для сумішей газів.

Закон Дальтона для сумішей газів виглядає так: $P_total = P1 + P2,$ де P_total - загальний тиск суміші, P1 - тиск першого газу (гелію), P2 - тиск другого газу (азоту).

Ми знаємо, що P1 = P2 (п'ятикратний запас міцності), тому:

$P_total = 5P1.$

Тепер ми можемо визначити кількість молей азоту (n2), яка може бути збережена в посудині:

$n2 = \frac{P_totalV}{RT2} = \frac{5P1V}{8.314 J/(mol·K) * 323.15 K}.$

Але ми можемо виразити P1 з вище зазначеного рівняння:

$P1 = \frac{P_total}{5}.$

Тепер можемо підставити це значення в рівняння для n2:

$n2 = \frac{5 \cdot \frac{P_total}{5} \cdot V}{8.314 J/(mol·K) \cdot 323.15 K} = \frac{P_totalV}{8.314 J/(mol·K) \cdot 323.15 K}.$

Тепер ми можемо знайти n2, використовуючи відомий тиск P_total:

$n2 = \frac{P_totalV}{8.314 J/(mol·K) \cdot 323.15 K}.$

Максимальна кількість азоту, яка може бути збережена в посудині при 50 °C і п'ятикратному запасі міцності, буде дорівнювати n2.