Задание 20 ЕГЭ по физике · задача 4C039C
| № сосуда | Объём сосуда, л | Температура газа в сосуде, К | Газ в сосуде |
| 1 | 8 | 300 | неон |
| 2 | 10 | 180 | аргон |
| 3 | 8 | 320 | аргон |
| 4 | 12 | 300 | неон |
| 5 | 6 | 280 | аргон |
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость давления газа, находящегося в сосуде, от объёма газа. У него имеются пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены различными газами при различных температурах (см. таблицу). Массы газов одинаковы. Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести исследование? Запишите в ответе номера выбранных сосудов.
Показать ответ и разбор
Ответ: 14 (номера 1 и 4)
Разбор
Чтобы увидеть, как давление зависит именно от объёма, нужно оставить неизменными все остальные величины из уравнения состояния.
Уравнение Менделеева — Клапейрона: $pV = (m/M)RT$.
Масса m у всех газов одинакова. Значит, для того чтобы p зависело только от V, должны выполняться два условия:
1) температура T одинакова;
2) молярная масса M одинакова (то есть газ один и тот же).
Смотрим таблицу. Неон $(M = 20$ г/моль) при 300 К — это сосуды 1 и 4. У них $T = 300$ К, газ одинаковый, объёмы разные (8 л и 12 л). Именно эти два сосуда и нужно взять.
Все остальные пары либо имеют разный газ, либо разную температуру — тогда давление будет зависеть ещё и от этих величин, и чистой зависимости p(V) не получится.
Уравнение Менделеева — Клапейрона: $pV = (m/M)RT$.
Масса m у всех газов одинакова. Значит, для того чтобы p зависело только от V, должны выполняться два условия:
1) температура T одинакова;
2) молярная масса M одинакова (то есть газ один и тот же).
Смотрим таблицу. Неон $(M = 20$ г/моль) при 300 К — это сосуды 1 и 4. У них $T = 300$ К, газ одинаковый, объёмы разные (8 л и 12 л). Именно эти два сосуда и нужно взять.
Все остальные пары либо имеют разный газ, либо разную температуру — тогда давление будет зависеть ещё и от этих величин, и чистой зависимости p(V) не получится.