Яка буде максимальна кількість азоту, що може бути збережена у посудині, яка має ємність 2 гелія та розірвалася

Загадочный_Убийца

51

Для решения данной задачи нам понадобятся знания об изменении объёма газа при изменении температуры, а также закона Гей-Люссака.

Закон Гей-Люссака гласит, что при постоянном давлении объём газа прямо пропорционален температуре в абсолютной шкале. Абсолютная шкала привязана к температуре абсолютного нуля, который равен -273.15 °C. Записывается это соотношение следующим образом:

\[\frac{{V_1}}{{T_1}} = \frac{{V_2}}{{T_2}}\]

где \(V_1\) и \(V_2\) - объёмы газа при температурах \(T_1\) и \(T_2\) соответственно.

Для решения задачи нам нужно найти максимальное количество азота, которое может быть сохранено в сосуде, который имеет ёмкость 2 литра, разорвавшись при температуре 400 °C. Мы также знаем, что при температуре 30 °C и пятикратном запасе прочности сосуда он остался целым.

Теперь нам нужно определить объём азота при температуре 400 °С, используя закон Гей-Люссака.

Пусть \(V_1\) - искомый объем азота при 400 °C, а \(V_2 = 2\) л - объем сосуда.

Используя формулу закона Гей-Люссака, получим:

\[\frac{{V_1}}{{400 + 273.15}} = \frac{{2}}{{30 + 273.15}}\]

Теперь решим эту пропорцию, чтобы найти значение \(V_1\):

\[V_1 = \frac{{2 \cdot (400 + 273.15)}}{{30 + 273.15}}\]

Подсчитав данное выражение, получаем:

\[V_1 \approx 2.59\] л

Таким образом, максимальное количество азота, которое может быть сохранено в сосуде объемом 2 литра, при разрыве при температуре 400 °C, при температуре 30 °C и пятикратном запасе прочности, составляет примерно 2.59 литра.