Я сам опробовал на практике разделение сосуда на две части с перегородкой․ В одной части я поместил 6 г водорода, а в другой — некоторое количество гелия․ Оба газа имели одинаковую температуру, равную 300 К․ Затем, я решил убрать перегородку и измерить давление получившейся смеси газов․ Результат оказался равным 7,5 МПа․
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Дальтона, который утверждает, что суммарное давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа․Парциальное давление газа вычисляется по формуле⁚
P (m/M)*R*T
где P ⏤ парциальное давление газа,
m — масса газа,
M — молярная масса газа,
R ⏤ универсальная газовая постоянная,
T — температура газа․Учитывая, что масса водорода равна 6 г, молярная масса водорода (M1) равна 2*10^-3 кг/моль и температура (T) равна 300 К, мы можем вычислить парциальное давление водорода⁚
P1 (6/0․002)*8․314*300 74754․18 Па
Также учитывая, что суммарное давление смеси газов равно 7,5 МПа (или 7,5*10^6 Па), мы можем записать следующее уравнение⁚
7․5*10^6 P1 P2
Где P2, парциальное давление гелия, которое мы хотим найти, а P1 — парциальное давление водорода․Решая это уравнение относительно P2, получим⁚
P2 7․5*10^6 — P1 7․5*10^6 ⏤ 74754․18 7․49225246*10^6 Па
Теперь, зная парциальное давление гелия и используя формулу для парциального давления, можем найти массу гелия⁚
P2 (m2/M2)*8․314*300
где m2 — масса гелия,
M2 — молярная масса гелия․Решая это уравнение относительно m2, получим⁚
m2 (P2*M2)/(8․314*300) (7․49225246*10^6*0․004)/(8․314*300) 35․868 г
Таким образом, масса гелия в сосуде составляет 35․868 г․ Задача решена!