Question

Задание №7 В сосуде под легко подвижным поршнем при давлении 22 кПа находится углекислый газ массой 1300 г при температуре -7°C. На сколько и как изменится объем газа, если выпустить из сосуда 100 г газа и нагреть на 17°C. Ответ выразить в литрах. 1) не изменится 2) уменьшится на 1 л. 3) увеличится на 1 л. 4) уменьшится на 2 л.

Answer 1

Уравнение Клапейрона-Менделеева:
pV=νRT=m/M*RT
V=mRT/pM
V1=1,3*8,31*266/22000*0,044=2,9л (температура в Кельвинах, масса - в кг, 0,044 - М углекислого газа)
V2=1,2*8,31*283/22000*0,044=2,9л
Ответ: не изменится.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Шаг 1: Переводим температуру из градусов Цельсия в Кельвины

Температура в Кельвинах (T) равна температуре в градусах Цельсия (t) плюс 273.15. В данном случае, -7°C + 273.15 = 266.15 K.

Шаг 2: Находим количество вещества газа (n)

Масса газа (m) дана как 1300 г. Мы можем найти количество вещества газа, используя молярную массу углекислого газа (44 г/моль) и формулу n = m/M, где M - молярная масса.

n = 1300 г / 44 г/моль ≈ 29.55 моль

Шаг 3: Находим объем газа (V1) при первоначальных условиях

Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем газа (V1) при первоначальных условиях.

PV = nRT

V1 = (nRT) / P

V1 = (29.55 моль * 0.0821 атм*л/моль*К * 266.15 K) / 22 кПа

V1 ≈ 0.367 л

Шаг 4: Находим объем газа (V2) после изменений

Мы выпускаем 100 г газа и нагреваем оставшийся газ на 17°C. Нам нужно найти новый объем газа (V2) после этих изменений.

Шаг 4.1: Находим количество вещества газа (n2) после выпуска 100 г газа

Масса газа после выпуска (m2) будет равна остаточной массе газа (1300 г - 100 г = 1200 г). Мы можем найти новое количество вещества газа (n2) используя молярную массу углекислого газа (44 г/моль) и формулу n = m/M.

n2 = 1200 г / 44 г/моль ≈ 27.27 моль

Шаг 4.2: Находим новый объем газа (V2) при измененных условиях

Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти новый объем газа (V2) после изменений.

PV = nRT

V2 = (n2RT2) / P

T2 = (17°C + 273.15) K = 290.15 K

V2 = (27.27 моль * 0.0821 атм*л/моль*К * 290.15 K) / 22 кПа

V2 ≈ 0.360 л

Шаг 5: Находим изменение объема газа (ΔV)

Изменение объема газа (ΔV) будет равно разнице между новым объемом газа (V2) и первоначальным объемом газа (V1).

ΔV = V2 - V1

ΔV ≈ 0.360 л - 0.367 л ≈ -0.007 л

Шаг 6: Ответ

Таким образом, объем газа изменится на приблизительно -0.007 литра. Ответ выбирается из предложенных вариантов ответов, и в данном случае правильный ответ будет 2) уменьшится на 1 литр.