Из-за неисправности вентиля из баллона вытекает газ. Найдите массу вытекшего газа, если начальная масса газа в баллоне была 23,16 кг, а из-за утечки газа давление в баллоне уменьшилось в 4 раза.
Дано:
$m_1=23,16$ кг
$P_1=4P_2$
Найти: $\Delta m$
$\Delta m=m_1-m_2$ (1)
Объём баллона остается неизменным. Обозначим его V.
Поскольку утечка газа происходила в течение длительного времени, можем считать температуру газа неизменной и равной Т.
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для начального и конечного состояний газа:
$P_1V=\frac{m_1}{\nu}RT$ (2)
$P_2V=\frac{m_2}{\nu}RT$ (3)
где $P_1,\;P_2,\;m_1,\;m_2,\;\nu,\;R,\;T$ - соотвественно начальное и конечное давление газа, начальная и конечная масса газа, молярная масса газа, универсальная газовая постоянная, абсолютная температура газа.
Из уравнений (2) и (3) выразим объём.
$V=\frac{m_1RT}{\nu P_1}$ (4)
$V=\frac{m_2RT}{\nu P_2}$ (5)
Левые части (4) и (5) одинаковы, тогда их правые части равны.
$\frac{m_1RT}{\nu P_1}=\frac{m_2RT}{\nu P_2}$ (6)
После сокращения на RT и на $\nu$ получаем:
$\frac{m_1}{P_1}=\frac{m_2}{P_2}$ (7)
$m_2=\frac{m_1P_2}{P_1}$ (8)
Согласно условию $P_1=4P_2$
Подставим в (8) вместо $P_1$ $4P_2$
$m_2=\frac{m_1P_2}{4P_2}=\frac{m_1}{4}$ (9)
$\Delta m=m_1-m_2=m_1-\frac{m_1}{4}=\frac{3}{4}m_1$ (10)
$\Delta m=\frac{3}{4}*23,16=17,37 $ кг
Ответ: 17,37 кг
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.