Question

Запаянный сосуд с газом взвешен дважды — при температурах t1 = 0 °С и t2 = 17 °С. Различие в результатах оказалось равным Ат=ОД г . Определите вместимость сосуда. Взвешивание проводилось при атмосферном давлении (p0 = 105 Па). Расширением сосуда пренебречь.

Answer 1

Ответ:

Возможные причины изменения массы сосуда - фазовый переход или химическая реакия. Но при фазовых переходах или химических реакциях масса газа в сосуде с постоянным объемом сохранится, поэтому эти процессы, протекающие случайно или не случайно в сосуде, не изменят массу газа.

1) Вариант уменьшения массы сосуда с газом - сосуд заполнен радоном, который разваливается по альфа распаду на альфа-частицу и полоний. Альфа-частицы успешно покидают сосуд и в нем остается полоний. У полония масса меньше, чем у радона. Имеем уменьшение массы сосуда с газом. Но из этих данных не вычислить объем сосуда. И альфа-распад не зависит от температуры.

2) Вариант 2 - при повышении температуры окружающего воздуха при нормальном давлении плотность воздуха уменьшается, поэтому сила архимеда, действующая на сосуд, уменьшается и уменьшается вес сосуда (а не изменяется масса сосуда). Из этих данных можно вычислить объем сосуда. В этом случаем условие задачи задано некорректно - изменяется не масса сосуда, а его вес.

Объяснение:

думаю так

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Гей-Люссака, который гласит: "При постоянном давлении объем газа пропорционален его абсолютной температуре". Формула для этого закона выглядит следующим образом:

V1 / T1 = V2 / T2,

где V1 и T1 - объем и температура газа при первом взвешивании, V2 и T2 - объем и температура газа при втором взвешивании.

Поскольку мы ищем вместимость сосуда, мы можем обозначить ее как V и воспользоваться формулой выше для нахождения этого значения. Обозначим разницу весов как Δm, тогда:

Δm = m2 - m1,

где m1 и m2 - вес газа при первом и втором взвешивании соответственно.

Также мы можем воспользоваться законом Гей-Люссака для выражения объемов газа:

V1 = m1 / ρg, V2 = m2 / ρg,

где ρg - плотность газа при атмосферном давлении p0.

Теперь мы можем составить систему уравнений:

m2 - m1 = Δm = ρg * V2 - ρg * V1, Δm = ρg * (V2 - V1), Δm / ρg = V2 - V1.

Так как разница весов Δm равна Ат, и у нас есть значение атмосферного давления p0, мы можем переписать уравнение:

Ат / ρg = V2 - V1.

И наконец, выразим V (вместимость сосуда):

V = V2 - V1 = Ат / ρg.

Теперь у нас есть выражение для нахождения вместимости сосуда V. Заметим, что плотность газа при атмосферном давлении p0 также можно выразить с использованием уравнения состояния идеального газа:

p0 * V = n * R * T0, ρg = p0 / (R * T0),

где n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T0 - абсолютная температура (в Кельвинах).

Теперь мы можем подставить это выражение для плотности газа в выражение для вместимости:

V = Ат / (p0 / (R * T0)).

Окончательное выражение для вместимости сосуда V выглядит так:

V = (Ат * R * T0) / p0.

Подставив числовые значения Ат = 0 г, R = 8,314 Дж/(моль·К), T0 = 273,15 K (так как 0 °C = 273,15 K) и p0 = 105 Па, получим:

V = (0 * 8,314 * 273,15) / 105 ≈ 0 м³.

Таким образом, вместимость сосуда равна нулю.