Номер 4, страница 79 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

*4. Каким образом можно проверить применимость уравнения состояния идеального газа для описания свойств реальных газов?

*4. Применимость уравнения состояния идеального газа для описания свойств реальных газов можно проверить экспериментально. Уравнение состояния идеального газа, или уравнение Менделеева–Клапейрона, имеет вид $pV = \frac{m}{M}RT$. Для проверки его применимости для конкретного реального газа при определённых условиях (давлении $p$ и температуре $T$) необходимо выполнить следующие шаги:

1. Экспериментально измерить все макроскопические параметры газа: давление $p$, объем $V$, массу $m$ и абсолютную температуру $T$. Молярная масса $M$ газа является известной табличной величиной.

2. Рассчитать величину, называемую коэффициентом сжимаемости $Z$:

$Z = \frac{p V M}{m R T}$

Поскольку количество вещества $n = \frac{m}{M}$, эту формулу можно записать как $Z = \frac{pV}{nRT}$.

3. Сравнить полученное значение $Z$ с единицей. Для идеального газа этот коэффициент всегда строго равен 1, так как по определению $pV=nRT$. Для реального газа он может отличаться.

Если в условиях эксперимента коэффициент сжимаемости $Z$ близок к 1 (например, отклонение составляет не более 1–2%), то уравнение состояния идеального газа можно считать применимым с достаточной точностью. Если же $Z$ значительно отличается от 1, то модель идеального газа для данных условий (как правило, это высокие давления и низкие температуры) не подходит, и необходимо использовать более сложные уравнения состояния, например, уравнение Ван-дер-Ваальса.

Ответ: Необходимо экспериментально измерить параметры $p, V, T$ для известной массы $m$ реального газа, а затем рассчитать значение выражения $\frac{pV}{nRT}$ (или $\frac{pVM}{mRT}$). Если это значение близко к 1, то уравнение состояния идеального газа применимо в данных условиях.