Question

З балона з воднем об’ємом 10 л внаслідок несправності вентиля виходить газ. При температурі 70 С манометр показав тиск 5 МПа. Через деякий час при температурі 170 С манометр показав такий самий тиск. Скільки газу вийшло з балона? Виберіть одну відповідь: 0,8 г 3,5 г 2,4 г 1,5 г

Answer 1

Ответ:

0,8 г

Объяснение:

Эсли понадобится как я решала, то напиши

Answer 2

Для вирішення цієї задачі можна використовувати закон Бойля-Маріотта та закон Гей-Люссака для ідеального газу, а також рівняння стану ідеального газу (рівняння клапейрона).

Закон Бойля-Маріотта говорить, що для заданої кількості газу (яка залишається постійною) і при постійній температурі кількість газу і об'єм обернено пропорційні. Можна виразити це так:

P₁V₁ = P₂V₂

Де: P₁ - початковий тиск (при 70°C) = 5 МПа = 5000 кПа V₁ - початковий об'єм = 10 л P₂ - кінцевий тиск (при 170°C) = 5 МПа = 5000 кПа V₂ - кінцевий об'єм (який ми шукаємо)

Тепер давайте знайдемо V₂:

5000 кПа * 10 л = 5000 кПа * V₂

Тепер поділимо обидві сторони на 5000 кПа:

10 л = V₂

Отже, об'єм газу залишився незмінним і дорівнює 10 л незалежно від температури.

Тепер використаємо рівняння стану ідеального газу:

PV = nRT

Де: P - тиск (в паскалях) V - об'єм (в м³) n - кількість молекул газу (в молях) R - універсальна газова стала = 8.314 Дж/(моль·К) T - температура (в кельвінах)

Ми маємо початковий стан (при 70°C):

P₁ = 5000 кПа = 5000 * 1000 Па V = 10 л = 0.01 м³ T₁ = 70°C = 343 K (Кельвіни)

І кінцевий стан (при 170°C):

P₂ = 5000 кПа = 5000 * 1000 Па T₂ = 170°C = 443 K (Кельвіни)

Ми можемо використовувати рівняння стану для знаходження кількості молекул газу n у початковому та кінцевому стані і порівняти їх:

P₁V = nRT₁ n = (P₁V)/(RT₁)

P₂V = nRT₂ n = (P₂V)/(RT₂)

Тепер порівняємо n₁ та n₂:

n₁/n₂ = ((P₁V)/(RT₁))/((P₂V)/(RT₂))

n₁/n₂ = (P₁V)/(P₂V) * (T₂/T₁)

n₁/n₂ = (5000 * 1000 Па * 0.01 м³) / (5000 * 1000 Па * 0.01 м³) * (443 K / 343 K)

n₁/n₂ = 1 * (443 K / 343 K)

n₁/n₂ ≈ 1.291

Це відношення кількості молекул газу в початковому та кінцевому станах. Тепер ми можемо знайти, скільки газу вийшло з балона, використовуючи відношення об'ємів та кількостей молекул газу:

(V₁ - V₂) / V₁ = (n₁ - n₂) / n₁

(10 л - 10 л) / 10 л = (1 - 1.291) / 1

0 л / 10 л = -0.291 / 1

0 = -0.291

Отже, ми отримали дивну негативну величину, що говорить нам про те, що ми зробили помилку в розрахунках або задача містить не достатньо інформації для вирішення. Шуканий об'єм газу має бути більше нуля. Тому варіант відповіді "0,8 г" або інші варіанти з масою газу не можуть бути правильними на підставі наданих даних і розрахунків.