Задачи › Газовые смеси, парциальные давления

Смесь газов в баллоне

  1. Смесь газов в баллоне

    Санкт-Петербургская 2025/26, 10 кл.
    6/10

    В закрытом баллоне находится некий газ \(A\). В баллон начинают медленно добавлять другой газ \(B\). В каждый момент времени измеряют молярную массу \(M\) получаемой газовой смеси и её температуру \(T\) в кельвинах. Результат представлен в виде графика \(M(T)\), приведённого внизу: масштабы по осям неизвестны, горизонтальными штриховыми линиями отмечены молярные массы газов \(A\) и \(B\). Определите, во сколько раз изменилось давление в баллоне в результате процесса, показанного на графике. Газы считать идеальными. Они не вступают в химическую реакцию.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    В начале молярная масса смеси равна \(M_A\), в конце — \(M_{\text{к}}\). Из отношений молярных масс найдите отношение количеств веществ газов \(B\) и \(A\), затем используйте закон Дальтона и уравнение Менделеева–Клапейрона.

    Ответ

    Давление увеличилось в \(7/5 = 1{,}4\) раза.

    Решение

    По графику верхняя штриховая линия соответствует \(M_A\), нижняя — \(M_B\); \(M_A/M_{\text{к}} = 4\), \(M_B/M_{\text{к}} = 1/2\), а \(T_{\text{к}}/T_0 = 1/5\). Из соотношения для смеси \(\dfrac{\nu_B}{\nu_A} = \dfrac{M_A/M_{\text{к}} - 1}{1 - M_B/M_{\text{к}}} = \dfrac{4 - 1}{1 - 1/2} = 6\).

    Начальное давление \(P_0 = \nu_A R T_0/V\), конечное — по закону Дальтона \(P_{\text{к}} = (\nu_A + \nu_B)RT_{\text{к}}/V\). Отношение давлений: \(\dfrac{P_{\text{к}}}{P_0} = \left(1 + \dfrac{\nu_B}{\nu_A}\right)\dfrac{T_{\text{к}}}{T_0} = 7 \cdot \dfrac{1}{5} = \dfrac{7}{5} = 1{,}4\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи