Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047930

Что тут происходит: в сосудах газы одинаковой массы, но разные — неон и аргон. Нужно выбрать два сосуда, на которых видно, как давление зависит от того, какой газ налит, то есть от его молярной массы.

Давление газа — из уравнения Менделеева — Клапейрона:

$$p=\dfrac{m}{M}\cdot\dfrac{RT}{V}$$

При одинаковой массе $m$ давление зависит от молярной массы $M$, температуры $T$ и объёма $V$. Чем больше $M$, тем меньше молекул в той же массе газа и тем меньше давление.

Шаг 1. Газы у пары разные: неон ($M=20$ г/моль) и аргон ($M=40$ г/моль).

Шаг 2. Объём и температура должны совпасть, иначе давление изменится и по другой причине.

Шаг 3. Неон — в сосудах 1 ($8$ л, $300$ К) и 4 ($12$ л, $320$ К). Ищем аргон с теми же объёмом и температурой: для сосуда 1 это сосуд 3 ($8$ л, $300$ К). Для сосуда 4 аргона с $12$ л и $320$ К нет. Пары из двух аргоновых сосудов (2, 3, 5) не годятся — молярная масса в них одна.

Итог: сосуды 1 и 3.

Проверим себя: у пары 1–3 одинаковы масса, объём ($8$ л) и температура ($300$ К), различается только газ — давление неона окажется вдвое больше.