Расчет массы гелия
Яку масу гелію, що витік з балона, треба знайти, якщо балон, який містить гелій під тиском 5•10^6 Па і при температурі
Яку масу гелію, що витік з балона, треба знайти, якщо балон, який містить гелій під тиском 5•10^6 Па і при температурі 300 К, витікає через зламаний вентиль. Після відремонтування вентилю, тиск в балоні стає 5.1•10^6 Па, а температура підвищується до 340 К. Враховуючи, що молярна маса гелію становить 4•10^-3 кг/моль.
11.12.2023 01:01
Написать свой ответ:
Пояснение: Для решения данной задачи необходимо воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выражает зависимость между давлением, объемом, температурой и молярной массой газа. Данное уравнение имеет вид:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Мы можем преобразовать данное уравнение для решения задачи:
n1 = (P1 * V) / (R * T1),
n2 = (P2 * V) / (R * T2),
где n1 и n2 - количество вещества газа до и после ремонта вентиля соответственно, P1 и P2 - давление газа до и после ремонта вентиля, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная, T1 и T2 - температура газа до и после ремонта вентиля.
Чтобы найти массу гелия, мы можем использовать следующую формулу:
m = n * M,
где m - масса гелия, n - количество вещества гелия, M - молярная масса гелия.
Таким образом, для расчета массы гелия необходимо вычислить количество вещества гелия до и после ремонта вентиля, умножить на молярную массу гелия и получить итоговую массу гелия.
Пример использования:
Изначально было дано:
P1 = 5 * 10^6 Па,
T1 = 300 К,
P2 = 5.1 * 10^6 Па,
T2 = 340 К,
M = 4 * 10^-3 кг/моль.
1. Вычислим количество вещества гелия до ремонта вентиля:
n1 = (P1 * V) / (R * T1).
2. Вычислим количество вещества гелия после ремонта вентиля:
n2 = (P2 * V) / (R * T2).
3. Вычислим массу гелия до ремонта вентиля:
m1 = n1 * M.
4. Вычислим массу гелия после ремонта вентиля:
m2 = n2 * M.
5. Найдем разницу массы гелия до и после ремонта вентиля:
m = m2 - m1.
Обычно часто требуется переводить килопаскали в паскали и градусы Цельсия в кельвины для точной работы с формулой.
Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить основные понятия термодинамики и уравнение состояния идеального газа.
Упражнение: Подобная задача, но со значениями P1 = 3 * 10^6 Па, T1 = 270 К, P2 = 3.3 * 10^6 Па, T2 = 300 К и M = 3 * 10^-3 кг/моль. Найдите массу гелия, которая вытекла из баллона после ремонта.