Question

Разрежённый газ находится под поршнем в ёмкости с
нарушенной герметичностью его стенок. Определи, как изменится
масса газа, учитывая значения физических параметров на изобаре
(рис. 1): V1 = 27 л, V2 = 36 л, Т1 = 294 K, T2 = 607 к.
(Ответ округли до сотых.)

Answer 1

Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Учитывая, что на изобаре давление газа не меняется, уравнение можно записать в виде: n1T1 = n2T2.

Масса газа можно выразить через количество вещества и молекулярную массу: m = nM, где M - молярная масса газа.

Таким образом, для решения задачи нам нужно найти количество вещества газа в начальном состоянии (n1) и конечном состоянии (n2), а затем вычислить массу газа до и после изменения объема.

Найдем количество вещества газа в начальном состоянии:

n1 = PV1 / RT1

Подставляя значения, получим:

n1 = (1 атм) * (27 л) / (0.0821 л·атм/моль·К * 294 К) ≈ 1.16 моль

Аналогично, найдем количество вещества газа в конечном состоянии:

n2 = PV2 / RT2

Подставляя значения, получим:

n2 = (1 атм) * (36 л) / (0.0821 л·атм/моль·К * 607 К) ≈ 1.93 моль

Теперь можно вычислить массу газа до и после изменения объема:

m1 = n1M

m2 = n2M

Для вычисления молярной массы газа можно воспользоваться таблицей химических элементов и выбрать соответствующий газ. Например, если это гелий (He), то его молярная масса равна 4 г/моль.

Таким образом, масса газа до изменения объема будет равна:

m1 = 1.16 моль * 4 г/моль ≈ 4.64 г

Масса газа после изменения объема будет равна:

m2 = 1.93 моль * 4 г/моль ≈ 7.72 г

Изменение массы газа будет равно:

Δm = m2 - m1 ≈ 3.08 г

Ответ: изменится масса газа на 3.08 г.