Question

ДАЮ 30 БАЛОВ ТОМУ КТО РЕШИТ!! ФИЗИКА 10 КЛАСС определите массу газа при объеме 500 литров , давлении 0.5 МПа и средней квадратичной скорости 1.5 км/с​

Answer 1

Дано:

V = 500 л = 500/1000 = 0,5 м³ = 5*10^(-1) м³

p = 0,5 МПа = 5*10^5 Па

v_cр.кв. = 1,5 км/с = 1500 м/с = 15*10^2 м/с

m - ?

Решение:

pV = (m/M)*RT - уравнение Менделеева-Клапейрона

v_ср.кв. = √((3kT)/m0) - формула средней квадратичной скорости

(v_ср.кв.)² = (3kT)/m0 => T = ((v_ср.кв.)²*m0)/(3k) - выразили температуру из формулы средней квадратичной скорости, тогда:

pV = (m/M)*RT = (m/M)*R*(((v_ср.кв.)²*m0)/(3k)) = m*((v_ср.кв.)²*m0*R)/(M*3k)

Надо преобразовать молярную массу М:

M = m0*Na, где Na - постоянная Авогадро, тогда:

pV = m*((v_ср.кв.)²*m0*R)/(m0*Na*3k) - m0 в числителе и знаменателе сокращается:

pV = m*((v_ср.кв.)²*R)/(Na*3k) - далее можно универсальную газовую постоянную R разложить на составляющие:

R = k*Na, тогда:

pV = m*((v_ср.кв.)²*k*Na)/(Na*3k) - постоянная Больцмана k и постоянная Авогадро Na сокращаются:

pV = m*(v_ср.кв.)²/3 - остаётся выразить массу и найти ей значение:

m = (3*pV)/(v_ср.кв.)² = (3*5*10^5*5*10^(-1))/(15*10^2)² = (15*5*10^4)/(15²*10^4) = 5/15 = 1/3 = 0,(3) = 0,3 кг

Ответ: приблизительно 0,3 кг.

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление (в паскалях), V - объем (в метрах кубических), n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), T - температура (в кельвинах).

Сначала нам нужно перевести данные в соответствующие единицы измерения:

• Давление P: 0.5 МПа = 0.5 * 10^6 Па.
• Объем V: 500 литров = 500 * 10^-3 м^3.
• Скорость газа: 1.5 км/с = 1500 м/с.

Сначала найдем температуру газа, используя уравнение кинетической энергии:

3/2 * k * T = (1/2) * m * v^2,

где k - постоянная Больцмана (1.38 * 10^-23 Дж/К), T - температура в кельвинах, m - масса молекулы газа, v - средняя квадратичная скорость молекул газа.

Сначала найдем m:

m = (3/2 * k * T) / (1/2 * v^2),

m = (3/2 * 1.38 * 10^-23 Дж/К * T) / (1/2 * (1500 м/с)^2).

Теперь найдем T:

T = (2 * m * (1500 м/с)^2) / (3 * 1.38 * 10^-23 Дж/К).

Теперь, когда у нас есть значение T, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти количество вещества n:

P * V = n * R * T,

(0.5 * 10^6 Па) * (500 * 10^-3 м^3) = n * (8.31 Дж/(моль·К)) * T.

Теперь решим для n:

n = (0.5 * 10^6 Па * 500 * 10^-3 м^3) / (8.31 Дж/(моль·К) * T).

Теперь у нас есть количество вещества n. Для определения массы газа m используем молекулярную массу (M) газа:

m = n * M.

Теперь у нас есть все данные для расчета массы газа. Уточните, о каком газе идет речь, чтобы мы могли найти соответствующую молекулярную массу M.