Номер 5, страница 259 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 53. Уравнение Клапейрона—Менделеева. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Молекулярная физика - номер 5, страница 259.
№5 (с. 259)
Условие. №5 (с. 259)
скриншот условия

5. В сосуде объёмом 4 л находятся молекулярный водород и гелий. Считая газы идеальными, найдите давление смеси газов в сосуде при температуре 20 °С, если их массы соответственно равны 2 и 4 г.
Решение. №5 (с. 259)
Дано:
$V = 4 \text{ л}$
$t = 20 \text{ °C}$
$m_1$ (водород H₂) = $2 \text{ г}$
$m_2$ (гелий He) = $4 \text{ г}$
$R \approx 8.31 \frac{\text{Дж}}{\text{моль} \cdot \text{К}}$
Переведем данные в систему СИ:
Объем: $V = 4 \text{ л} = 4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$
Абсолютная температура: $T = 20 + 273 = 293 \text{ К}$
Масса водорода: $m_1 = 2 \text{ г} = 2 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$
Масса гелия: $m_2 = 4 \text{ г} = 4 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$
Молярная масса молекулярного водорода: $M_1 = M(H_2) = 2 \frac{\text{г}}{\text{моль}} = 2 \cdot 10^{-3} \frac{\text{кг}}{\text{моль}}$
Молярная масса гелия: $M_2 = M(He) = 4 \frac{\text{г}}{\text{моль}} = 4 \cdot 10^{-3} \frac{\text{кг}}{\text{моль}}$
Найти:
$P$
Решение:
Согласно закону Дальтона, давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений газов, входящих в смесь. Общее давление $P$ смеси водорода и гелия можно найти по уравнению состояния идеального газа (уравнению Менделеева-Клапейрона) для всей смеси:
$P V = \nu_{общ} R T$
где $\nu_{общ}$ — общее количество вещества в смеси газов. Оно равно сумме количеств вещества каждого газа:
$\nu_{общ} = \nu_{H_2} + \nu_{He}$
Количество вещества (число молей) для каждого газа найдем по формуле $\nu = \frac{m}{M}$, где $m$ — масса газа, а $M$ — его молярная масса.
1. Найдем количество вещества для водорода:
$\nu_{H_2} = \frac{m_1}{M_1} = \frac{2 \cdot 10^{-3} \text{ кг}}{2 \cdot 10^{-3} \frac{\text{кг}}{\text{моль}}} = 1 \text{ моль}$
2. Найдем количество вещества для гелия:
$\nu_{He} = \frac{m_2}{M_2} = \frac{4 \cdot 10^{-3} \text{ кг}}{4 \cdot 10^{-3} \frac{\text{кг}}{\text{моль}}} = 1 \text{ моль}$
3. Найдем общее количество вещества в смеси:
$\nu_{общ} = \nu_{H_2} + \nu_{He} = 1 \text{ моль} + 1 \text{ моль} = 2 \text{ моль}$
4. Теперь найдем давление смеси из уравнения состояния идеального газа:
$P = \frac{\nu_{общ}RT}{V}$
Подставим числовые значения в СИ:
$P = \frac{2 \text{ моль} \cdot 8.31 \frac{\text{Дж}}{\text{моль} \cdot \text{К}} \cdot 293 \text{ К}}{4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3} = \frac{4870.98 \text{ Дж}}{4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3} \approx 1217745 \text{ Па}$
Округлим результат и выразим его в мегапаскалях (МПа):
$1217745 \text{ Па} \approx 1.22 \cdot 10^6 \text{ Па} = 1.22 \text{ МПа}$
Ответ: давление смеси газов в сосуде составляет примерно $1.22 \cdot 10^6 \text{ Па}$ или $1.22 \text{ МПа}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 5 расположенного на странице 259 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №5 (с. 259), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.