Условие задачи:
В баллоне емкостью 40 л содержится 1,98 кг углекислого газа при 0° С. При повышении температуры на 48 К баллон с газом взорвался. При каком давлении произошел взрыв?
Задача №4.2.15 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(V=40\) л, \(m=1,98\) кг, \(t=0^\circ\) C, \(\Delta T=48\) К, \(p-?\)
Решение задачи:
Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для момента, когда произошёл взрыв:
\[pV = \frac{m}{M}R\left( {T + \Delta T} \right)\]
Откуда давление углекислого газа \(p\), при котором произошёл взрыв баллона, равно:
\[p = \frac{{mR\left( {T + \Delta T} \right)}}{{MV}}\]
Молярная масса углекислого газа \(M\) равна 0,044 кг/моль, универсальная газовая постоянная \(R\) – 8,31 Дж/(моль·К). Переведем температуру \(t\) из градусов Цельсия в Кельвины, а объём – в кубические метры:
\[0^\circ\;C = 273\;К\]
\[40\;л = 0,04\;м^3\]
Численное значение искомого давления \(p\) равно:
\[p = \frac{{1,98 \cdot 8,31 \cdot \left( {273 + 48} \right)}}{{0,044 \cdot 0,04}} = 3000950\;Па \approx 3\;МПа\]
Ответ: 3 МПа.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
4.2.14 Сколько молекул ртути содержится в 1 м3 воздуха в помещении, зараженном ртутью
4.2.16 Баллон содержит 50 л кислорода, температура 27 C, давление 2 МПа. Найти массу
4.2.17 Сколько молекул газа заключено в объеме 0,5 м3, если он при температуре 300 К