Задание 20 ЕГЭ по физике · задача 82B5DD
|
сосуда | Объём сосуда, л | Температура газа в сосуде, К | Газ в сосуде |
| 1 | 6 | 300 | аргон |
| 2 | 5 | 350 | неон |
| 3 | 4 | 320 | аргон |
| 4 | 4 | 270 | аргон |
| 5 | 4 | 320 | неон |
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость давления газа, находящегося в сосуде, от молярной массы газа. У него имеются пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены различными газами одинаковой массы при различной температуре (см. таблицу). Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование? Запишите номера выбранных сосудов.
Показать ответ и разбор
Ответ: 35 (номера 3 и 5)
Разбор
Чтобы увидеть, как давление зависит именно от молярной массы, нужно оставить все остальные величины одинаковыми: массу газа, объём и температуру.
Из уравнения состояния идеального газа $p = (m/M)\cdot(RT/V)$ видно, что при одинаковых m, V и T давление обратно пропорционально молярной массе M.
Сравним сосуды:
• Сосуд 3: $V = 4$ л, $T = 320$ К, аргон $(M \approx 40$ г/моль)
• Сосуд 5: $V = 4$ л, $T = 320$ К, неон $(M \approx 20$ г/моль)
У них совпадают и объём, и температура, и масса газа — различается только M. Поэтому именно эти два сосуда позволят увидеть зависимость давления от молярной массы.
Все остальные пары либо имеют разный объём, либо разную температуру, и тогда изменение давления нельзя будет однозначно отнести только к изменению M.
Из уравнения состояния идеального газа $p = (m/M)\cdot(RT/V)$ видно, что при одинаковых m, V и T давление обратно пропорционально молярной массе M.
Сравним сосуды:
• Сосуд 3: $V = 4$ л, $T = 320$ К, аргон $(M \approx 40$ г/моль)
• Сосуд 5: $V = 4$ л, $T = 320$ К, неон $(M \approx 20$ г/моль)
У них совпадают и объём, и температура, и масса газа — различается только M. Поэтому именно эти два сосуда позволят увидеть зависимость давления от молярной массы.
Все остальные пары либо имеют разный объём, либо разную температуру, и тогда изменение давления нельзя будет однозначно отнести только к изменению M.