Question

СРОЧНО ДАЮ 100 БАЛОВ!!!!
З балона з воднем об’ємом 10 л внаслідок несправності вентиля виходить газ. При температурі 7о С манометр показав тиск 5 МПа. Через деякий час при температурі 17о С манометр показав такий самий тиск. Скільки газу вийшло з балона?
Представити повне розв’язання задачі

Answer 1

Для розв'язання задачі необхідно скористатися ідеальним газовим законом: PV = nRT, де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу.

Спочатку знайдемо кількість речовини газу, яка була в балоні перед виходом:

P1V = nRT1

де P1 = 5 МПа, V = 10 л, T1 = 7°C + 273,15 = 280,15 K

n = P1V / RT1 = (5 МПа * 10 л) / (8,31 Дж/(моль*К) * 280,15 K) = 0,020 моль

Знайдемо тиск газу в балоні після виходу газу:

При несправності вентиля газ виходить при тому самому тиску, що і в балоні. Тому тиск газу в балоні залишився таким же, як і раніше - 5 МПа.

Знайдемо кількість речовини газу, яка залишилася в балоні після виходу газу за умови, що тиск і температура змінилися:

P2V = nRT2

де P2 = 5 МПа, V = 10 л, T2 = 17°C + 273,15 = 290,15 K

n = P2V / RT2 = (5 МПа * 10 л) / (8,31 Дж/(моль*К) * 290,15 K) = 0,019 моль

Знайдемо різницю між кількістю речовини газу в балоні до і після виходу газу:

Δn = n1 - n2 = 0,020 моль - 0,019 моль = 0,001 моль

Знайдемо масу водню, який вийшов з балона:

Маса водню = молярна маса водню * кількість речовини газу

Молярна маса водню (Н2) = 2 г/моль

Маса водню, який вийшов з балона = 2 г/моль * 0,001 моль = 0,002 г

Отже, з балона вийшло 0,002 г водню.