Домашние задания: Физика

Задача по физике, очень срочно надо

Из баллона ёмкостью 16 литров вытекает гелий. Утром была температура в 13°С и давление 6 мПа. А вечером температура достигла 27°С при том же давлении. Определить, какая масса гелия утекла. Можно ответ сразу с дано.
Поскольку P*V = v*R*T = const, то v1*T1 = v2*T2
v1 = P*V/(R*T1) = 6000000*0,016/(8,31*286) = 40,4 моль (надеюсь, что в условии ошибка и вместо мПа должно быть МПа)
v2 = v1*T1/T2 = 40,4*286/300 = 38,5 моль
Значит вышло 40,4 - 38,5 = 1,9 моль.
Это 1,9*4 = 7,6 г.
Денис Окольников
Денис Окольников
77 503
Лучший ответ
Уравнение состояния идеального газа можно записать следующим образом:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2

Где:

P1 и P2 - начальное и конечное давление соответственно.
V1 и V2 - начальный и конечный объем соответственно.
T1 и T2 - начальная и конечная температуры в абсолютной шкале Кельвина соответственно.
Сначала переведем температуры из градусов Цельсия в Кельвины:
T1 = 13°C + 273.15 = 286.15 K
T2 = 27°C + 273.15 = 300.15 K

Давление остается const (6 мПа = 6000 Па).

Так как начальный и конечный объемы равны (16 литров), то уравнение упрощается:

P1 / T1 = P2 / T2

Теперь мы можем найти отношение начального и конечного объемов:

V1 / V2 = P1 * T2 / (P2 * T1)

Подставляем известные значения:

V1 / V2 = (6000 Па * 300.15 K) / (6000 Па * 286.15 K)

V1 / V2 ≈ 1.052

Теперь мы знаем, что отношение объемов равно примерно 1.052. Это означает, что после изменения температуры объем гелия увеличился на 5.2%.

Теперь найдем массу гелия, которая утекла. Масса идеального газа пропорциональна его объему и молярной массе:

m1 / m2 = V1 / V2

Где:

m1 - начальная масса гелия.
m2 - конечная масса гелия (после утечки).
Молярная масса гелия (He) примерно равна 4 г/моль.

m1 / m2 = 1.052 (с учетом изменения объема)

Теперь, чтобы найти массу гелия, утечка которой мы исследуем, предположим, что начальная масса гелия составляла 1 моль (по молярной массе гелия):

m1 = 1 моль * 4 г/моль = 4 г

Теперь мы можем найти массу гелия, утечка которой произошла:

m2 = m1 / 1.052 ≈ 4 г / 1.052 ≈ 3.8 г

Итак, масса гелия, которая утекла, составляет примерно 3.8 грамма.