Question

При изобарном нагревании водорода массой 2 г, находившегося в начале процесса под давлением 83 кПа, его температура возросла от 200 К до 500 К. Его объем при этом 1) не изменился 2) увеличился на 0,03 м3 3) уменьшился в 2,5 раза 4) увеличился на 20 лОтвет 2 , но мне нужно подробное решение.

Answer 1

Смотри файлик..............

Answer 2

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

Изначально у нас был водород массой 2 г, и чтобы использовать уравнение состояния газа, нам нужно выразить количество вещества в молях:

Молярная масса водорода \(H_2 = 2 \times 1\) (масса атома водорода) = 2 г/моль.

Количество вещества \(n = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{2 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}\).

Изначальное давление \(P_1 = 83 \text{ кПа}\), начальная температура \(T_1 = 200 \text{ K}\).

После изобарного процесса давление остается постоянным (\(P_1 = P_2\)).

Теперь мы можем использовать закон идеального газа для начального состояния:

\[PV = nRT\] \[V_1 = \frac{nRT_1}{P_1} = \frac{1 \text{ моль} \times R \times 200 \text{ K}}{83 \text{ кПа}}\]

После этого мы можем использовать уравнение состояния газа для новой температуры (\(T_2 = 500 \text{ K}\)):

\[V_2 = \frac{nRT_2}{P_2} = \frac{1 \text{ моль} \times R \times 500 \text{ K}}{83 \text{ кПа}}\]

Таким образом, мы можем узнать отношение объемов \(V_2\) и \(V_1\):

\[\frac{V_2}{V_1} = \frac{nRT_2}{P_2} \times \frac{P_1}{nRT_1}\]

После сокращения молей и давлений, и подстановки значений температур, мы получим:

\[\frac{V_2}{V_1} = \frac{T_2}{T_1} = \frac{500 \text{ K}}{200 \text{ K}} = 2.5\]

Это значит, что объем \(V_2\) увеличился в 2.5 раза по сравнению с \(V_1\). Таким образом, правильный ответ - 3) объем уменьшился в 2.5 раза.