Question

Водород находящийся в баллоне объёмом 48 л охладили до температуры -13° c при этом давление водорода уменьшается на 20%. Найти начальную температуру Газа

Answer 1

Ответ:

Уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в абсолютных единицах.

Первоначальное давление водорода можно обозначить как P1,

а первоначальную температуру как T1.

Давление уменьшилось на 20%, следовательно, новое давление P2 = 0.8 * P1.

У нас есть объем V = 48 л.

Мы знаем, что температура измеряется в абсолютных единицах (Кельвинах), поэтому нужно преобразовать -13° C в Кельвины:

T2 = T1 - 13 + 273.15.

Составим два уравнения для начального состояния и состояния после охлаждения:

1. P1 * V = n * R * T1

2. 0.8 * P1 * V = n * R * T2

Разделим уравнение 2 на уравнение 1:

0.8 * T2 / T1 = 0.8 * P1 / P1

Теперь можем упростить выражение:

T2 / T1 = 0.8

Отсюда получаем значение для T1 (начальной температуры газа):

T1 = T2 / 0.8

Подставим известные значения:

T1 = (T1 - 13 + 273.15) / 0.8

Вычислим T1:

T1 = ( -13 + 273.15) / 0.8 ≈ 325.19 Кельвина.

Ответ: начальная температура газа составляет около 325.19 Кельвина.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Бойля-Мариотта и закон Шарля, а также уравнение состояния идеального газа (уравнение состояния Гей-Люссака).

1. Сначала найдем начальное давление водорода в баллоне. По закону Бойля-Мариотта:

P1 * V1 = P2 * V2

Где: P1 - начальное давление водорода (которое мы хотим найти) V1 - начальный объем баллона (48 л) P2 - конечное давление водорода (уменьшилось на 20%, что эквивалентно 0.2P1) V2 - конечный объем баллона (не меняется)

Теперь мы можем записать уравнение:

P1 * 48 л = 0.2P1 * 48 л

Мы можем сократить обе стороны на 48 л:

P1 = 0.2P1

Теперь найдем начальную температуру газа с использованием закона Шарля:

(V1 / T1) = (V2 / T2)

Где: T1 - начальная температура (которую мы хотим найти) T2 - конечная температура (-13° C, что эквивалентно 260.15 К)

Подставляем известные значения:

(48 л / T1) = (48 л / 260.15 К)

Теперь, чтобы найти T1, делим обе стороны на 48 л:

1 / T1 = 1 / 260.15 К

Теперь найдем T1:

T1 = 260.15 К

Таким образом, начальная температура газа составляет 260.15 К.