Задание 20 ЕГЭ по физике · задача 5420cF
| № сосуда | Объём сосуда, л | Температура газа в сосуде, К | Газ в сосуде |
| 1 | 4 | 300 | гелий |
| 2 | 6 | 350 | неон |
| 3 | 3 | 320 | аргон |
| 4 | 6 | 320 | гелий |
| 5 | 4 | 300 | неон |
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость давления газа, находящегося в сосуде, от молярной массы газа. У него имеются пять различных сосудов с манометрами и термометрами. Сосуды наполнены различными газами одинаковой массы при различной температуре (см. таблицу). Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести этот опыт? Запишите в ответе номера выбранных сосудов.
Показать ответ и разбор
Ответ: 15 (номера 1 и 5)
Разбор
Чтобы увидеть, как давление зависит именно от молярной массы, нужно убрать влияние всех остальных величин. Из уравнения состояния идеального газа $p = (m/M)\cdot(RT/V)$ видно, что при одинаковой массе m давление обратно пропорционально M, если T и V одинаковы.
Смотрим таблицу и ищем пару сосудов с одинаковыми объёмом и температурой, но разными газами.
Сосуд 1: $V = 4$ л, $T = 300$ К, гелий.
Сосуд 5: $V = 4$ л, $T = 300$ К, неон.
У них совпадают и объём, и температура, масса газа тоже одинакова. Значит, разница в давлениях будет вызвана только разной молярной массой (4 и 20 г/моль). Эти два сосуда и нужно взять для опыта.
Смотрим таблицу и ищем пару сосудов с одинаковыми объёмом и температурой, но разными газами.
Сосуд 1: $V = 4$ л, $T = 300$ К, гелий.
Сосуд 5: $V = 4$ л, $T = 300$ К, неон.
У них совпадают и объём, и температура, масса газа тоже одинакова. Значит, разница в давлениях будет вызвана только разной молярной массой (4 и 20 г/моль). Эти два сосуда и нужно взять для опыта.