Решение задачи по физике

Для решения данной задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что произведение давления на объем газа является постоянным для данной массы газа при постоянной температуре.

Пусть начальный объем газа равен V1, а конечный объем после частичного расхода - V2. Тогда:

P1 * V1 = P2 * V2

где P1 и P2 - начальное и конечное давление соответственно.

Так как температура не изменяется, мы можем считать, что газ подчиняется закону Шарля, который гласит:

P / T = const

где T - абсолютная температура газа.

Учитывая это, мы можем записать:

(P1 + ΔP) * V1 / (T + ΔT) = P2 * V2 / T

где ΔP и ΔT - изменения давления и температуры соответственно.

Разложим это уравнение на множители:

((P1 + ΔP)/P2) * (V1/V2) = T/(T + ΔT)

Заметим, что изменение температуры равно нулю, поэтому:

T/(T + ΔT) ≈ 1
Тогда мы можем записать уравнение в виде:

V1 / V2 = (P2 / (P1 + ΔP))

Теперь мы можем найти массу израсходованного газа:

m = ρ1 V1 - ρ2 V2

ρ1 и ρ2 - начальная и конечная плотность газа соответственно.

Мы можем выразить плотность через давление и температуру:

ρ = P M / (R T)

где M - молярная масса газа, R - универсальная газовая постоянная.

Тогда:

m = M (P1 V1 - P2 V2) / (R T)

Подставляя значение для V1 и V2, получаем:

m ≈ M ΔP V2 / (R T (P1 + ΔP)).

Для нахождения массы израсходованного кислорода нам нужно знать молярную массу кислорода (M), начальное давление (P1), конечное давление (P2), начальный объем (V1), конечный объем (V2) и абсолютную температуру (T).

Молярная масса кислорода равна 32 г/моль. Начальное давление P1 равно 0 МПа, конечное давление P2 равно 0.

Баллон емкостью 50 л заполнен кислородом при температуре газа 20℃. Когда часть кислорода израсходовали, давление понизилось на 0,2 Мпа. Определить массу израсходованного кислорода, если температура не изменяется.

(P2-P1)*V = (m2-m1)/M * RT
m2-m1 = (P2-P1)*VM/(RT) = 200000*(50/1000)*0.032/(8.31*(273+20)) = ... кг
_________________
2023-12-29_12:56