Задание 7 ЕГЭ по физике №00047770
Основные Уравнения МКТ
№2. Задание 7
ID: 00047770
Газ находится в сосуде при давлении 2 МПа и температуре $27\,^\circ\text{C}$. После нагревания на $50\,^\circ\text{C}$ в сосуде осталась только половина газа (по массе). Определите установившееся давление.
Ответ дайте в МПа. Округлите до сотых.
Источник: ФИПИ
Решение
Сосуд тот же, поэтому объём газа не менялся. Но изменились сразу две вещи: газ нагрели, и половина его вышла из сосуда.
Шаг 1. Уравнение состояния. По уравнению Менделеева–Клапейрона $pV=\nu RT$ при постоянном объёме давление пропорционально произведению количества вещества на абсолютную температуру:
$$\dfrac{p_2}{p_1}=\dfrac{\nu_2}{\nu_1}\cdot\dfrac{T_2}{T_1}.$$Шаг 2. Количество вещества. Газ тот же, масса молекулы прежняя, поэтому половина по массе — это и половина количества вещества: $\dfrac{\nu_2}{\nu_1}=\dfrac12$.
Шаг 3. Температуры. Начальная: $T_1=27+273=300$ К. «Нагрели на $50\,^\circ\text{C}$» — это изменение температуры, а изменение в градусах Цельсия и в кельвинах одинаково: $T_2=300+50=350$ К.
Шаг 4. Считаем.
$$p_2=2\cdot\dfrac12\cdot\dfrac{350}{300}=\dfrac{350}{300}\approx1{,}1667\approx1{,}17\ \text{МПа}.$$Проверим себя. Только уход половины газа уменьшил бы давление до 1 МПа, а нагрев немного его поднял — $1{,}17$ МПа выглядит разумно. Если бы конечную температуру по ошибке приняли за 323 К, вышло бы $1{,}08$ МПа.
Ответ
Другие задания по теме «Основные Уравнения МКТ» (8)
- Задание 7 №00047955 — При температуре T индекс 0 и давлении p индекс 0 идеальный газ, взятый в…
- Задание 7 №00047954 — При повышении абсолютной температуры средняя кинетическая энергия хаотического…
- Задание 7 №00047953 — Концентрация молекул разреженного газа увеличилась в 3 раза, а давление газа…
- Задание 7 №00047952 — При увеличении абсолютной температуры на 600 К среднеквадратичная скорость…
- Задание 7 №00047951 — При температуре T индекс 0 и давлении p индекс 0 1 моль разреженного азота…
- Задание 7 №00047950 — Средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул неона…
- Задание 7 №00047949 — Средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул гелия…
- Задание 7 №00047948 — При уменьшении абсолютной температуры на 200 К средняя кинетическая энергия…