Какое давление окажется у газообразного молекулярного кислорода в сосуде объёмом 22·10-3 м3 при температуре 273°К, если его масса составляет 0,032 кг (молярная масса 32·10-3 кг/моль)?

Каково соотношение давления водорода и кислорода при равных концентрациях молекул и одинаковых средних квадратичных скоростях их движения?

Физика 11 класс Газовые законы давление газообразного кислорода объем сосуда температура 273К масса кислорода молярная масса соотношение давления водорода и кислорода концентрация молекул средняя квадратичная скорость Новый

Для решения задачи начнем с нахождения давления газообразного молекулярного кислорода в сосуде. Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

P * V = n * R * T

Где:

• P - давление газа (Па)
• V - объем газа (м³)
• n - количество вещества (моль)
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура (К)

Сначала найдем количество вещества (n) кислорода. Для этого используем формулу:

n = m / M

Где:

• m - масса газа (кг)
• M - молярная масса (кг/моль)

Подставим известные значения:

m = 0.032 кг

M = 32 * 10^-3 кг/моль = 0.032 кг/моль

Теперь вычислим количество вещества:

n = 0.032 кг / 0.032 кг/моль = 1 моль

Теперь подставим все известные значения в уравнение состояния идеального газа:

P * 22 * 10^-3 м³ = 1 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 273 К

Вычислим правую часть уравнения:

1 * 8.31 * 273 = 2270.43 Дж

Теперь найдем давление (P):

P = 2270.43 Дж / (22 * 10^-3 м³)

Вычислим значение:

P = 2270.43 / 0.022 = 103,200 Па

Таким образом, давление газообразного молекулярного кислорода в сосуде составляет примерно 103,200 Па.

Теперь перейдем ко второй части вопроса о соотношении давления водорода и кислорода при равных концентрациях молекул и одинаковых средних квадратичных скоростях их движения.

Согласно уравнению состояния идеального газа, давление газа также можно выразить через концентрацию молекул (n/V) и среднюю квадратичную скорость (v_ср):

P = (n/V) * (m * v_ср²) / 3

Где:

• m - молярная масса газа (кг/моль)
• v_ср - средняя квадратичная скорость молекул газа (м/с)

При равных концентрациях и одинаковых средних квадратичных скоростях, соотношение давлений водорода (P_H2) и кислорода (P_O2) можно записать как:

P_H2 / P_O2 = (m_H2 * v_ср²) / (m_O2 * v_ср²)

Так как средняя квадратичная скорость одинаковая, она сокращается:

P_H2 / P_O2 = m_H2 / m_O2

Подставим молярные массы:

m_H2 = 2 * 10^-3 кг/моль

m_O2 = 32 * 10^-3 кг/моль

Теперь подставим значения:

P_H2 / P_O2 = (2 * 10^-3) / (32 * 10^-3) = 2 / 32 = 1 / 16

Таким образом, соотношение давления водорода к давлению кислорода при равных концентрациях молекул и одинаковых средних квадратичных скоростях составляет 1:16.