B закрытом сосуде находится газ при давлении 50 бар и температуре 80 °C. Показания барометра 760 мм рт ст. До какой температуры нужно охладить газ, чтобы давление стало 100 мм рт ст?
Ответы
Объяснение:
Переведемо тиск із бар у мм рт.ст.:
50 бар = 50 * 10^5 Па = 375000 мм рт.ст.
100 мм рт.ст. = 100 Па
Закон Бойля-Маріотта стверджує, що сталі кількості газу при фіксованій температурі тиск та об'єм пропорційні між собою. Тому ми можемо скористатися наступною формулою:
P1V1 = P2V2
де P1 - початковий тиск, V1 - початковий об'єм, P2 - кінцевий тиск, V2 - кінцевий об'єм, або ж можна змінити формулу, поділивши з обох боків на P2:
V2 = (P1 * V1) / P2
Також, ми можемо скористатися законом Гей-Люссака, який стверджує, що при постійному об'ємі газ стається дірка рукавички і тиск та температура пропорційні між собою:
P1 / T1 = P2 / T2
або
T2 = (P2 * T1) / P1
Тепер застосуємо формули до задачі:
P1 = 375000 мм рт.ст.
V1 - не вказано, не потрібно
P2 = 100 Па
V2 - не вказано, не потрібно
T1 = 80 + 273 = 353 K
T2 = (P2 * T1) / P1 = (100 Па * 353 K) / 375000 мм рт.ст.
T2 ≈ 0,094 K
Отже, газ необхідно охолодити до близько -273,056 °C, щоб досягти цільового тиску. Це недосяжна температура нашого світу, оскільки вона відповідає абсолютному нулю, коли молекули не рухаються. Це значить, що при такому тиску газ згустнується в рідку або тверду форму.