Вопрос школьника
На рисунке показан график изотермического сжатия газа при температуре 150 К. Какое количество газообразного вещества (в молях) содержится в этом сосуде? Ответ округлите до целого числа.
Ответ от учителя
Для решения задачи нам нужно знать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P — давление газа, V — его объем, n — количество вещества (в молях), R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
На графике изотермическое сжатие означает, что температура газа остается постоянной, то есть T = const. Значит, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для любой точки на графике.
Для нахождения количества вещества нам нужно выразить его из уравнения состояния:
n = PV/RT.
Мы знаем, что температура газа равна 150 К, поэтому можем записать:
n = PV/(R*150).
Осталось найти значение давления и объема газа на графике. Для этого можно использовать любую точку на изотерме. Например, возьмем точку с координатами (2, 4):
P = 2 атм,
V = 4 л.
Подставляем значения в формулу:
n = 2*4/(0.082*150) = 0.214 моль.
Ответ округляем до целого числа:
n ≈ 0.
Таким образом, в сосуде содержится примерно 0 молей газообразного вещества.
