Задание 24 ЕГЭ по физике · E936E1
Газ под поршнем: механическое равновесие
Сосуд объёмом 10 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г при температуре 27 °С и давлении 200 кПа. Каково отношение массы водорода к массе гелия в смеси?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Переведём величины в единицы СИ: V=10 л=0,010 м3, T=27 °C=300 К, p=200 kPa=2,0⋅105 Па.
Найдём общее количество вещества смеси по уравнению Менделеева–Клапейрона:
ν=pVRT=2,0⋅105⋅0,0108,31⋅300≈0,802 моль
Пусть νH₂ и νHe — количества вещества водорода и гелия. Тогда:
νH₂+νHe=0,802;2νH₂+4νHe=2
Решая систему, получаем:
νHe=2−2⋅0,8024−2≈0,198 моль,νH₂≈0,604 моль
Массы компонентов пропорциональны произведениям их молярных масс на количество вещества. Поэтому:
mH₂mHe=2νH₂4νHe=2⋅0,6044⋅0,198≈3,05
Найдём общее количество вещества смеси по уравнению Менделеева–Клапейрона:
ν=pVRT=2,0⋅105⋅0,0108,31⋅300≈0,802 моль
Пусть νH₂ и νHe — количества вещества водорода и гелия. Тогда:
νH₂+νHe=0,802;2νH₂+4νHe=2
Решая систему, получаем:
νHe=2−2⋅0,8024−2≈0,198 моль,νH₂≈0,604 моль
Массы компонентов пропорциональны произведениям их молярных масс на количество вещества. Поэтому:
mH₂mHe=2νH₂4νHe=2⋅0,6044⋅0,198≈3,05
Пример ответа
Отношение массы водорода к массе гелия примерно равно 3,05:1.
Источник: Открытый банк ФИПИ E936E1
Похожие задания
24Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В сосуде под поршнем находится влажный воздух при давлении р1 = 120 кПа и температуре t = 80 ^(o)C с…Газ под поршнем: механическое равновесие · A099EB24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E84
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.