[Вопрос решен] Газ массой 4г находится в цилиндрическом сосуде с подвижным...

Газ массой 4г находится в цилиндрическом сосуде с подвижным поршнем. При повышении температуры 300К до 450К газ, изобарно расширяясь совершает работу 1250ДЖ,молярнарная масса М. Определите массу М

(1) Смотреть решение

Ответ нейросети AfinaAI

В данной задаче мы имеем газ массой 4 г, который находится в цилиндрическом сосуде с подвижным поршнем.​ При повышении температуры с 300 К до 450 К газ изобарно расширяется и совершает работу в размере 1250 Дж.​ Задача состоит в определении молярной массы газа (М).Для начала рассмотрим уравнение состояния идеального газа⁚
PV nRT

Где P ⸺ давление газа, V ⎼ объем газа, n ⸺ количество вещества (в молях), R ⸺ универсальная газовая постоянная, T ⎼ температура газа.​Мы можем проигнорировать давление газа, так как задача говорит, что газ изобарно расширяется (то есть давление постоянно).​ То есть уравнение состояния можно переписать следующим образом⁚

V nRT

Выражая количество вещества n через массу m и молярную массу М, получим⁚

n m / М

Подставим это в уравнение состояния идеального газа⁚

V (m / М)RT

Так как объем газа меняется при расширении (изначальный объем V1 и конечный объем V2), то можно записать⁚

V2 ⸺ V1 (m / М)R(T2 ⸺ T1)

Мы знаем, что газ совершает работу W, которая равна произведению силы F, действующей на поршень, на путь d, на который сместился поршень.​ В данном случае газ расширяется изначально с объема V1 до объема V2 изобарно٫ то есть сила и работа связаны следующим образом⁚

W Fd P(V2 ⸺ V1)

Таким образом, можем записать⁚

P(V2 ⸺ V1) (m / М)R(T2 ⎼ T1)

Но в задаче сказано, что газ совершает работу W равную 1250 Дж.​ Значит⁚

1250 P(V2 ⎼ V1) (m / М)R(T2 ⎼ T1)

Далее, учитывая, что объем газа можно записать как площадь основания сосуда, умноженную на высоту⁚

V2 ⸺ V1 S(h2 ⎼ h1)
Можем записать получившееся уравнение в следующем виде⁚

1250 P(S(h2 ⸺ h1)) (m / М)R(T2 ⸺ T1)

Читайте также  В 1918-1922 гг. Советская Россия пребывала в состоянии Гражданской войны. Укажите: а) причину победы красных в Гражданской войне; б) причину поражения белых в Гражданской войне; в) политическое последствие Гражданской войны для Советской России.

Теперь можем решить данное уравнение относительно молярной массы М⁚

М (mR(T2 ⸺ T1)) / (P(S(h2 ⸺ h1)))

Вставить все известные значения в данное уравнение и провести несложные вычисления, и мы получим искомую массу М.​

AfinaAI