Вопрос задан 20.07.2026 в 16:03. Предмет Физика. Спрашивает Гущин Стёпа.

Баллон с предохранительным клапаном содержит кислород при температуре t1 = 20 °C под давлением p = 110 кПа. При нагревании баллона до температуры t2 = 60 °C через клапан выходит кислород массой 1,8 кг. Давление газа при этом остаётся постоянным. Определите объём баллона.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Атрощенко Мария.

Так как объём баллона постоянен, а давление при нагревании остаётся постоянным из-за срабатывания клапана, часть кислорода должна выйти наружу.

Для кислорода используем уравнение Менделеева–Клапейрона в форме:

pV=mRудT,pV=mR_{\text{уд}}T,

где

Rуд=RM.R_{\text{уд}}=\frac{R}{M}.

Для кислорода:

M=0,032 кг/моль,Rуд=8,310,032260 Дж/(кг\cdotpК).M=0{,}032\ \text{кг/моль}, \qquad R_{\text{уд}}=\frac{8{,}31}{0{,}032}\approx260\ \text{Дж/(кг·К)}.

Переведём температуры в кельвины:

T1=20+273=293 К,T_1=20+273=293\ \text{К}, T2=60+273=333 К.T_2=60+273=333\ \text{К}.

Масса газа в баллоне до нагревания:

m1=pVRудT1.m_1=\frac{pV}{R_{\text{уд}}T_1}.

После нагревания:

m2=pVRудT2.m_2=\frac{pV}{R_{\text{уд}}T_2}.

Через клапан вышла масса

m1m2=1,8 кг.m_1-m_2=1{,}8\ \text{кг}.

Следовательно,

pVRуд(1T11T2)=1,8.\frac{pV}{R_{\text{уд}}} \left( \frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2} \right)=1{,}8.

Отсюда

V=1,8Rудp(1T11T2).V= \frac{1{,}8R_{\text{уд}}} {p\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right)}.

Подставим значения:

V=1,8260110000(12931333)10,4 м3.V= \frac{1{,}8\cdot260} {110000\left(\frac{1}{293}-\frac{1}{333}\right)} \approx 10{,}4\ \text{м}^3. V10,4 м3\boxed{V\approx10{,}4\ \text{м}^3}

Объём баллона равен примерно 10,4 м310{,}4\ \text{м}^3.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос