При какой температуре находится газ, если при нагревании его ** 20 градусов при...

Question

При какой температуре находится газ, если при нагревании его на 20 градусов при постоянном давлении объем увеличился в два раза? Для каких газов это возможно!!!!???

Answer 1

Уравнение Менделеева-Клапейрона: 
p₀V₀/T₀ = p₁V₁/T₁,
где p-давление, V - объем, T - абсолютная температура,
индексами 0 обозначено начальное, а индексом 1 - конечное состояние газа.  
Если давление постоянно, то уравнение упрощается:
V₀/T₀ = V₁/T₁ или V₁/V₀ = T₁/T₀ или V₀T₁ = V₁T₀
По условию задачи V₁/V₀ = 2, T₁ = T₀ + 20 (прибавлять 20°С к абсолютной температуре законно, потому что это равносильно прибавлению 20 К).
Подставляем эти соотношения во второй вариант уравнения: 
V₁/V₀ = T₁/T₀,
2 = (T₀ + 20)/T₀
2 = 1 + 20/T₀
1=20/T₀
T₀ = 20
T₀ = 20 K = (20-273)°С = - 253°С
По смыслу задачи при такой температуре газ все еще должен оставаться газом. Это могут быть только водород (Ткип = -253°С) и гелий (Ткип = -269°С)




 

Comments

Тут есть тонкий момент. Нам неизвестно давление. Для гелия это неважно, потому что при температурах выше 5 К он уже не становится жидким. А водород при высоком давлении при температуре 20 К может перейти в жидкое состояние.