Балон, обʼєм якого 50 л, містить 3,2 кг кисню. За якої температури балон може розірватися, якщо він витримує тиск не вище 6 МПа? Тільки повністю розв'яжіть, будь ласка
Таким чином, балон може розірватися за температури більше 3618 К. Однак, на практиці, балон зазвичай має деяку запасну міцність, тому максимальна температура, за якої балон не розірветься, може бути меншою.
Answers & Comments
Для вирішення цієї задачі необхідно використовувати ідеальний газовий закон, який має наступний вигляд:
PV = nRT
де P - тиск газу, V - його об'єм, n - кількість речовини (у молях), R - універсальна газова стала, T - абсолютна температура.
Крім того, ми знаємо, що маса кисню, містяться в балоні, дорівнює 3,2 кг, а його об'єм - 50 л.
Визначимо кількість речовини кисню в балоні:
Маса кисню = 3,2 кг
Молярна маса кисню = 32 г/моль
Кількість речовини = маса / молярну масу = 3200 г / 32 г/моль = 100 моль
Таким чином, ми знаємо, що в балоні міститься 100 моль кисню.
Визначимо температуру, за якої балон може розірватися.
Ми знаємо, що балон витримує тиск не вище 6 МПа, тому можна записати:
P = 6 МПа = 6 * 10^6 Па
V = 50 л = 50 * 10^-3 м^3
n = 100 моль
R = 8,31 Дж/(моль*К)
З цими значеннями можна переписати ідеальний газовий закон таким чином:
T = PV/(nR) = (6 * 10^6 Па) * (50 * 10^-3 м^3) / (100 моль * 8,31 Дж/(моль*К)) = 3618 К
Таким чином, балон може розірватися за температури більше 3618 К. Однак, на практиці, балон зазвичай має деяку запасну міцність, тому максимальна температура, за якої балон не розірветься, може бути меншою.