Условие задачи:

На сколько уменьшится масса воздуха в открытом сосуде, если его нагреть от 0 до 100° C? Начальная масса воздуха 373 г.

Задача №4.2.51 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$t_1=0^\circ$ C, $t_2=100^\circ$ C, $m=373$ г, $\Delta m-?$

Решение задачи:

В открытом сосуде давление всегда постоянно, при этом при повышении температуры масса воздуха в открытом сосуде будет уменьшаться.

Пусть $m$ — начальная масса воздуха, а $\Delta m$ — масса части воздуха, которая покинула открытый сосуд в процессе нагревания. Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для начального и конечного состояния воздуха:

$$\left\{ \begin{gathered} pV = \frac{m}{M}R{T_1} \hfill \\ pV = \frac{{m — \Delta m}}{M}R{T_2} \hfill \\ \end{gathered} \right.$$

Левые части уравнений равны, значит можно приравнять правые:

$$m{T_1} = \left( {m — \Delta m} \right){T_2}$$

$$m — \Delta m = m\frac{{{T_1}}}{{{T_2}}}$$

$$\Delta m = m\left( {1 — \frac{{{T_1}}}{{{T_2}}}} \right)$$

Переведем начальную массу в килограммы, а температуры — из градусов Цельсия в Кельвины:

$$373\;г = 0,373\;кг$$

$$0^\circ\;C  = 273\;К$$

$$100^\circ\;C  = 373\;К$$

Посчитаем ответ:

$$\Delta m = 0,373 \cdot \left( {1 — \frac{{273}}{{373}}} \right) = 0,1\;кг$$

Ответ: 0,1 кг.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

4.2.50 Баллон содержит сжатый газ при 27 C и давлении 3 МПа. Каково будет давление, если
4.2.52 Баллон содержит сжатый газ при 27 C и давлении 2000 кПа. Каково будет давление, если
4.2.53 Перед проведением газосварочных работ манометр баллона с кислородом показывал