При какой температуре плотность газа будет 1.5 раза больше плотности его при 100градусах цельсии .давление считается постоянным

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа (уравнением Менделеева — Клапейрона) и определением плотности. Вывод формулы Плотность газа ρrho выражается через давление Pcap P, молярную массу Mcap M и абсолютную температуру Tcap T следующим образом: ρ=PMRTrho equals the fraction with numerator cap P center dot cap M and denominator cap R center dot cap T end-fraction Где:

  • Pcap P — давление; Mcap M — молярная масса газа; Rcap R — универсальная газовая постоянная; Tcap T — температура в Кельвинах.

Поскольку по условию давление ( Pcap P) и состав газа ( Mcap M) не меняются, плотность газа обратно пропорциональна его абсолютной температуре: ρ1Trho tilde the fraction with numerator 1 and denominator cap T end-fraction Из этого следует соотношение для двух состояний газа: ρ2ρ1=T1T2the fraction with numerator rho sub 2 and denominator rho sub 1 end-fraction equals the fraction with numerator cap T sub 1 and denominator cap T sub 2 end-fraction Решение задачи 1. Перевод температуры в Кельвины Начальная температура дана в градусах Цельсия: t1=100Ct sub 1 equals 100 raised to the composed with power C. Переведем её в термодинамическую шкалу: T1=100+273.15=373.15 Кcap T sub 1 equals 100 plus 273.15 equals 373.15 К(Для упрощенных расчетов часто используют 273273, тогда T1=373 Кcap T sub 1 equals 373 К). 2. Условие изменения плотности По условию, конечная плотность ρ2rho sub 2 должна быть в 1.51.5 раза больше начальной ρ1rho sub 1: ρ2ρ1=1.5the fraction with numerator rho sub 2 and denominator rho sub 1 end-fraction equals 1.5 3. Нахождение конечной температуры T2cap T sub 2 Используя выведенную выше пропорцию: 1.5=T1T2T2=T11.51.5 equals the fraction with numerator cap T sub 1 and denominator cap T sub 2 end-fraction ⟹ cap T sub 2 equals the fraction with numerator cap T sub 1 and denominator 1.5 end-fraction Подставляем значения: T2=373.151.5248.77 Кcap T sub 2 equals 373.15 over 1.5 end-fraction is approximately equal to 248.77 К 4. Перевод результата в градусы Цельсия t2=T2273.15t sub 2 equals cap T sub 2 minus 273.15 t2=248.77273.15=-24.38Ct sub 2 equals 248.77 minus 273.15 equals negative 24.38 raised to the composed with power CОтвет: Плотность газа увеличится в 1.5 раза при температуре примерно -24.4Cnegative 24.4 raised to the composed with power C (или 248.8 К248.8 К). Хотите, чтобы я рассчитал аналогичный параметр при изменении давления?

Форма ответа

Ваш аватар