З балона з воднем об’ємом 10 л внаслідок несправності вентиля виходить газ. При температурі 70 С манометр показав тиск 5 МПа. Через деякий час при температурі 170 С манометр показав такий самий тиск. Скільки газу вийшло з балона?

Представити повне розв’язання задачі за правилами оформлення задач з фізики.

ответ: 1 МПа.

Объяснение:

Пусть p1 и V1 - начальные давление и объём газа, а p2 и V2 - конечные. Если считать газ идеальным, то для него справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона p*V=m*R*T/μ, где m - масса газа, μ - его молярная масса, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа. Так как по условию температура газа неизменна, то m*R*T/μ=const. И так как при увеличении давления газа при неизменной температуре его объём мог только уменьшиться, то V2=V1/1,1. А поскольку по условию p2=p1+100, то отсюда следует уравнение: p1*V1=(p1+100)*V1/1,1. Отсюда 1,1*p1*V1=(p1+100)*V1, или 1,1*p1=p1+100. Тогда 0,1*p1=100 и p1=100/0,1=1000 кПа=1 МПа.

Если приблизить руку к включенной электролампе или поместить ладонь над горячей плитой, можно почувствовать движение теплых потоков воздуха. Тот же эффект можно наблюдать при колебании листа бумаги, помещенного над открытым пламенем. Оба эффекта объясняются конвекцией.

В основе явления конвекции лежит расширение более холодного вещества при соприкосновении с горячими массами. В таких обстоятельствах нагреваемое вещество теряет плотность и становится легче по сравнению с окружающим его холодным пространством. Наиболее точно данная характеристика явления соответствует перемещению тепловых потоков при нагревании воды.