Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00008213

Дано:

нужно обнаружить зависимость объёма газа от массы газа. Имеется 5 сосудов с разными $P$, $T$, $m$.

Найти:

номера подходящих сосудов.

Решение:

По уравнению состояния идеального газа Менделеева–Клапейрона: $$PV = \frac{m}{\mu}RT \quad \Rightarrow \quad V = \frac{mRT}{\mu P}$$ Чтобы исследовать зависимость $V$ только от массы $m$, необходимо зафиксировать все остальные параметры: $$P = \text{const}, \quad T = \text{const}$$

Анализ сосудов:

- Сосуд 1: давление отличается от остальных — не подходит (не зафиксировано $P$). - Сосуд 2: температура $T = 80 \text{ °C}$ — не совпадает с остальными. - Сосуд 3: $P = 350 \text{ кПа}$, $T = 90 \text{ °C}$. - Сосуд 4: температура $T = 60 \text{ °C}$ — не совпадает. - Сосуд 5: $P = 350 \text{ кПа}$, $T = 90 \text{ °C}$. У сосудов 3 и 5 совпадают давление и температура, но масса газа различна. Именно это позволяет изучить зависимость объёма от массы.