Question

В закрытом с обоих концов цилиндре, объем которого V = 1 л, свободно ходит невесомый тонкий поршень. В одной части цилиндра находится m1 = 0,1 г воды, в другой части цилиндра – m2 = 0,5 г азота. Какую часть объема цилиндра займет азот при 100оC?

Answer 1

Дано:
V = 1 л - объем цилиндра
m1 = 0.1 г - масса воды
m2 = 0.5 г - масса азота
T = 100°C - температура

Найти:
Какую часть объема цилиндра займет азот при 100°C.

Решение с расчетом:

Найдем количество вещества:
n1 = m1 / M_воды
n2 = m2 / M_азота

Теперь вычислим объем каждой части:
V1 = (n1 * R * T) / P
V2 = (n2 * R * T) / P

Найдем часть объема, которую займет азот:
V_азота / V = V2 / V

Теперь рассчитаем:
n1 = 0.1 г / 18 г/моль ≈ 0.0056 моль
n2 = 0.5 г / 28 г/моль ≈ 0.018 моль

V1 = (0.0056 моль * 8.31 Дж/(моль * K) * (100+273) K) / 101325 Па ≈ 0.001 л
V2 = (0.018 моль * 8.31 Дж/(моль * K) * (100+273) K) / 101325 Па ≈ 0.003 л

Итак,
V_азота / V ≈ 0.003 л / 1 л = 0.003

Ответ:
Азот займет примерно 0.3 (или 30%) объема цилиндра при 100°C.