Решение: Зависимость давления газа от температуры
Ученику необходимо экспериментально обнаружить зависимость давления газа, находящегося в сосуде, от абсолютной температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены равными массами различных газов при различных температурах. Какие два сосуда необходимо взять, чтобы провести это исследование?
| № сосуда | Объём сосуда, л | Температура газа в сосуде, К | Газ в сосуде |
|---|---|---|---|
| 1 | 5 | 290 | гелий |
| 2 | 3 | 290 | гелий |
| 3 | 3 | 290 | азот |
| 4 | 5 | 320 | азот |
| 5 | 5 | 320 | гелий |
Решение по шагам
3 шагаЧтобы исследовать зависимость давления от температуры, необходимо сравнивать состояния одного и того же газа при одинаковой массе и постоянном объёме.
$$p = \frac{mRT}{MV}$$В сосудах 1 и 5 находится гелий, объём каждого сосуда равен $5$ л, а температуры различны: $290$ К и $320$ К.
$$m=\mathrm{const},\quad M=\mathrm{const},\quad V=\mathrm{const},\quad T_1\ne T_5$$Следовательно, для опыта необходимо взять сосуды 1 и 5.
Где здесь ошибаются
Выбирают сосуды с одинаковой температурой вместо сосудов с разными температурами.
Не учитывают необходимость постоянства объёма.
Сравнивают разные газы.