Тема . МКТ. Газовые законы

.03 Газовые процессы в трубках

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. газовые законы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29401

Вертикальная гладкая трубка с запаянными концами разделена на две части маленькой каплей ртути. Над каплей находится неон, под ней – гелий (газы не проникают мимо ртутной «пробки»), причём массы газов одинаковы. Изначально капля находилась точно посередине трубки. Во сколько раз нужно увеличить абсолютную температуру газов, чтобы капля стала делить объем трубки в соотношении 1 : 2? («Покори Воробьёвы горы!», 2016, 10–11)

Источники: ПВГ, 2016, 10-11

Показать ответ и решение

Вес капли массой M  уравновешивается разностью сил давления газов, то есть

M g = p1S − p2S

Из уравнения Менделеева-Клапейрона для каждого газа

pSl = m-RT ⇒ pS = m-RT-,
      μ           μ  l

где l  – длина занятого газом участка трубки, а m  – его масса
При начальной температуре T  длины участков равны половине длины трубки: l = l = L-
1   2   2  .
При конечной температуре T′ : l′1 = 2L-,l′2 = L
        3      3  .
Видно, что давление гелия при нагревании будет расти быстрее, чем давление неона(молярная масса у неона больше, чем у гелия), и поэтому поршень будет подниматься.
Следовательно,

      m 2RT    m 2RT    m 3RT ′  m  3RT′   T ′   4(μ2 − μ1)
M g = μ--L--− μ---L--=  μ--2L--− μ---L---⇒ -T = 3(μ-−-2μ-)
       1        2        1        2                2    1

С учетом того, что молярные массы гелия μ1 = 4 г/моль  и неона μ2 = 20 г/моль

T′  16
T =  9

(Официальное решение ПВГ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Сказано, что вес капли массой M  уравновешивается разностью сил давления газов

2

Из уравнения Менделеева-Клапейрона выражено произведение давления p  и площади S

2

Записаны выражения для длин занятого газом участка трубки при температурах T  и T′

2

Доказано, что при нагревании поршень будет подниматься

2

Получено верное значение отношения T ′
-T

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!