Вопрос задан 26.12.2024 в 23:28. Предмет Физика. Спрашивает Иванова Юля.

СРОЧНО)РЕШЕНИЕ И ОТВЕТ!!!!!
баллон с газом емкостью V=9 л. находится при атмосферном давлении p=10^5 Па.Второй баллон емкостью V=1 л. ,заполненный тем же газом,имеет давление р2 в n=11 раз больше по сравнению с первым.Баллоны соединены трубой,имеющей кран.Какой давление р установится при открывании крана?(температура газа постоянна)

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Суванова Аня.

Для решения этой задачи используем уравнение состояния для идеального газа, учитывая, что температура газа остается постоянной. Нам нужно определить итоговое давление pp, которое установится после открытия крана.

Дано:

  • Объем первого баллона V1=9V_1 = 9 л.
  • Давление в первом баллоне p1=105p_1 = 10^5 Па.
  • Объем второго баллона V2=1V_2 = 1 л.
  • Давление во втором баллоне p2=np1=11105=1.1106p_2 = n \cdot p_1 = 11 \cdot 10^5 = 1.1 \cdot 10^6 Па.
  • Температура газа постоянна.

Решение:

  1. Запишем уравнение состояния для каждого баллона до открытия крана:

    Для идеального газа:

    p1V1=n1RTиp2V2=n2RT,p_1 V_1 = n_1 R T \quad \text{и} \quad p_2 V_2 = n_2 R T,

    где n1n_1 и n2n_2 — количество вещества газа в каждом баллоне, RR — универсальная газовая постоянная, TT — температура, которая постоянна.

  2. Найдем количество вещества в каждом баллоне:

    Поскольку RR и TT одинаковы для обоих баллонов, мы можем выразить количество газа в каждом:

    n1=p1V1RTиn2=p2V2RT.n_1 = \frac{p_1 V_1}{R T} \quad \text{и} \quad n_2 = \frac{p_2 V_2}{R T}.
  3. Общее количество вещества после соединения баллонов:

    Когда кран открывается, газы смешиваются, и общее количество вещества будет равно сумме количества газа в обоих баллонах:

    nобщ=n1+n2=p1V1RT+p2V2RT=p1V1+p2V2RT.n_{\text{общ}} = n_1 + n_2 = \frac{p_1 V_1}{R T} + \frac{p_2 V_2}{R T} = \frac{p_1 V_1 + p_2 V_2}{R T}.
  4. Определение итогового давления pp:

    Поскольку объемы складываются, итоговый объем будет Vобщ=V1+V2=9+1=10V_{\text{общ}} = V_1 + V_2 = 9 + 1 = 10 л. Теперь, используя уравнение состояния для нового давления pp, мы имеем:

    pVобщ=nобщRT.p V_{\text{общ}} = n_{\text{общ}} R T.

    Подставляем выражение для nобщn_{\text{общ}}:

    p(V1+V2)=p1V1+p2V2RTRT.p \cdot (V_1 + V_2) = \frac{p_1 V_1 + p_2 V_2}{R T} \cdot R T.

    Тогда

    p=p1V1+p2V2V1+V2.p = \frac{p_1 V_1 + p_2 V_2}{V_1 + V_2}.
  5. Подставим значения:

    p=(1059)+(1.11061)10=9105+1.110610.p = \frac{(10^5 \cdot 9) + (1.1 \cdot 10^6 \cdot 1)}{10} = \frac{9 \cdot 10^5 + 1.1 \cdot 10^6}{10}.
  6. Выполним арифметические действия:

    p = \frac{9 \cdot 10^5 + 1.1 \cdot 10^6}{10} = \frac{9 \cdot 10^5 + 1.1 \cdot 10^5}{10} = \frac{10.1

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос