Газ занимает половину объема сосуда
Syshka [140K] 4 года назад В некоторых случаях все зависит от газа. Он может быть тяжелее воздуха и оседать внизу. А может быть легче и скапливаться вверху. А так, еще из школы мы знаем, что газ заполняет весь объем. Молекулы газа движутся хаотично и в это время отталкиваются друг от друга, чем создают быстрое распространение. Так же зависит от температуры газа. Хотя резкой грани между газом и кислородом мы не увидим никогда. Особенность газа в том, что он заполняет все доступное пространство. Но при всем этом имеем высокую сжимаемость при которой соответственно повышается его плотность. Пример – обычные зажигалки в которых при сжатии газ стал жидкостью. автор вопроса выбрал этот ответ лучшим lady v [630K] 4 года назад Наши дорогие мужчины очень дотошно выискивали варианты, при котором сосуд можно заполнить газом наполовину, но видимо не следует так глубоко копать. Ведь скорее всего вопрос для школьников только-только начавших изучать физику. а потому и ответ должен быть очень простым. Поэтому скажу, что сосуд невозможно заполнить газом на половину. Молекулы газа в любом случае заполнят весь объем сосуда, точно также как они заполняют весь объем комнаты. В учебнике физики мы можем прочитать предложение заполнить сосуд наполовину более тяжелым чем воздух газом и тогда некоторое время будет наблюдаться условное заполнение половины сосуда. Валерий да [29.2K] 4 года назад Не совсем ясен смысл вопроса. По какому параметру судить? Например, кислородный баллон допускает рабочее давление 150 атмосфер. При таком давлении баллон считается полным. Когда в процессе расходования кислорода давление снижается до 75 атмосфер, баллон заполнен наполовину. А количество пропана в баллоне обычно определяется по весу. Зная вес самого баллона и вес полного баллона, легко высчитать, при каком весе будет половина. Если же имеется в виду объем, то можно заполнить половину сосуда материалом, не вступающим в реакцию с данным газом, например водой или свинцом, или еще чем – выбирайте сами. А остальную часть объема заполнить нужным вам газом. И еще вариант – вставить в сосуд мешок из эластичного материала соответствующего объема. СТА 1106 [257K] 5 месяцев назад Когда-то приходилось смотреть, как люди работают с сосудом Дьюара и с жидким азотом, он тоже газ. И то, что жидкого газа пол сосуда, не означает, что верхняя часть сосуда пустая. В верху тоже есть газ, но он уже не в жидком состоянии, а в газообразном, он уже парит. Даже тяжёлые газы, плотнее, чем атмосферный воздух не смогут разделиться четко, по линии. Поэтому я бы ответила так. Если половина сосуда не заполнена чем-то другим, более плотным, другим веществом, то заполнить газом только половину сосуда невозможно. Просто будет разная степень насыщенности, если часть этого газа в жидком состоянии. Разные газы, разные ситуации, но четкой границы получить невозможно. Чосик [189K] 11 месяцев назад Нет, не получится. Газ будет занимать весь объем. Даже если убрать из сосуда воздух, который является смесью газов, и закачать в емкость некий определенный газ, то он все равно займет все доступное пространство. А уж рассчитать половину, не получится. В данной половине должно быть что-то еще. При этом газ не должен как-то в эту часть проникать. Например, заполнить часть сосуда водой – не вариант. Если просмотреть коэффициенты растворимости газов в воде, то список огромен. Там и хлор, и аммиак, и сероводород. Я уже молчу об углекислом газе, который, растворяясь в воде, дает газированную воду. Да и сложно сказать, как подобное отследить. Людвиго [123K] 4 года назад Школьники знают, что наполовину сосуд наполнить нельзя, потому что газ настолько диффузное вещество, что заполняет все пространство, в котором находится. Однако есть и тяжелые газы, тяжелее воздуха, которые наполняют пространство или же сосуды постепенно. Однако ставить границы, как с жидкостями, не получится, потому как газ не распространяется ровненько и равномерно. владсандрович [647K] 11 месяцев назад Если прям так что бы в одной половине сосуда, не было даже паров газа, то таким образом у вас сосуд заполнить не получится, так как если например это будет пусть и жидкий газ, то все равно, его пары будут окутывать буквально весь сосуд, что связано тем что газ по своим свойствам вещество диффузное. Красное облако [223K] 5 месяцев назад На мой взгляд, не получится, даже если речь о газе в зажигалке в жидком виде. Половина газа в жидком состоянии, остальная ёмкость заполнена газом в газообразном состоянии. Это же относится и к баллонам. Другими словами, газ займет весь объём того самого баллона. Михаил Белодедов [26.1K] 4 года назад Я в своей прозрачной зажигалке вот сейчас наблюдаю половинный уровень газа. Сосуд (зажигалка) заполнен газом наполовину. Более чётко выражайте свои мысли. Можно сказать, что газ в зажигалке газом не является – это жидкость. Денис Олегович Т [2.9K] 4 года назад Думаю в вакууме, но в поле тяжести, можно заполнить тяжелым газом половину сосуда. Знаете ответ? |
Источник
Страница 2 из 12
5.21. Масса m = 12 г газа занимает объем V = 4 л при температуре t1 = 7° С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной p = 0,6 кг/м3. До какой температуры г, нагрели газ?
5.22. Масса m = 10г кислорода находится при давлении p = 304 кПа и температуре t1=10° С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объ-
ем V2=10 л. Найти объем V1газа до расширения, температуру t2 газа после расширения, плотности p1и p2газа до и после расширения.
5.23. В запаянном сосуде находится вода, занимающая объем, равный половине объема сосуда. Найти давление p и плотность
p водяного пара при температуре t = 400° С, зная, что при этой
температуре вся вода обращается в пар.
5,24. Построить график зависимости плотности p кислорода: а) от давления p при температуре Т = const = 390 К в интервале
0 p 400 кПа через каждые 50 кПа; б) от температуры Т при p = const = 400 кПа в интервале 200 Т 300 К через каждые 20К.
5.25. В закрытом сосуде объемом V = 1 м3 находится масса m1= 1,6 кг кислорода и масса m2= 0,9 кг воды. Найти давление p в сосуде при температуре t = 500° С, зная, что при этой температуре вся вода превращается в пар.
5.26. В сосуде 1 объем V1 = 3 л находится газ под давлением p1= 0,2 МПа. В сосуде 2 объем V2 = 4 л находится тот же газ под давлением p2= 0,1 МПа. Температуры газа в обоих сосудах одинаковы. Под каким давлением p будет находиться газ, если соединить сосуды 1 и 2 трубкой?
5.27. В сосуде объемом V = 2 л находится масса m1= 6 г углекислого газа (С02) и масса m2закиси азота (N20) при температуре t = 127° С. Найти давление p смеси в сосуде.
5.28. В сосуде находится масса m1 = 14 г азота и масса m2=9г водорода при температуре t = 10°С и давлении p = 1 МПа. Найти молярную массу p смеси и объем V сосуда.
5.29. Закрытый сосуд объемом V = 2 л наполнен воздухом при нормальных условиях. В сосуд вводится диэтиловый эфир (С2Н5ОС2Ы5). После того как весь эфир испарился, давление в сосуде стало равным p = 0,14 МПа. Какая масса m эфира была введена в сосуд?
5.30. В сосуде объемом V = 0,5 л находится масса m = 1 г парообразного йода (I2). При температуре t = 1000° С давление в сосуде pс= 93,3 кПа. Найти степень диссоциации а молекул йода на атомы. Молярная масса молекул йода u = 0,254 кг/моль.
5.31. В сосуде находится углекислый газ. При некоторой температуре степень диссоциации молекул углекислого газа на кислород и окись углерода а = 0,25 . Во сколько раз давление в сосуде при этих условиях будет больше того давления, которое имело бы место, если бы молекулы углекислого газа не были диссоциированы?
5.32. В воздухе содержится 23,6% кислорода и 76,4% азота (по массе) при давлении p = 100кПа и температуре t = 13° С.
Найти плотность p воздуха и парциальные давления p1и p2
кислорода и азота.
5.33. В сосуде находится масса m1 = 10 г углекислого газа и масса m2=15г азота. Найти плотность p смеси при температуре t = 27° С и давлении p = 150 кПа.
5.34. Найти массу m0атома: а) водорода; б) гелия.
5.35. Молекула азота, летящая со скоростью v = 600 м/с, упруго ударяется о стенку сосуда по нормали к ней. Найти импульс силы Fdt, полученный стенкой сосуда за время удара.
5.36, Молекула аргона, летящая со скоростью v = 500 м/с, упруго ударяется о стенку сосуда. Направление скорости молекулы и нормаль к стенке сосуда составляют угол а = 60° . Найти импульс силы Fdt, полученный стенкой сосуда за время удара.
5.37. Молекула азота летит со скоростью v = 430 м/с. Найти импульс mv этой молекулы.
5.38. Какое число молекул n содержит единица массы водяного пара?
5.39. В сосуде объемом V = 4 л находится масса m = 1 г водорода. Какое число молекул n содержит единица объема сосуда?
5.40. Какое число молекул N находится в комнате объемом V = 80 m3 при температуре t = 17° С и давлении p = 100 кПа?
Источник
В жизни мы встречаем газообразное состояние вещества, когда чувствуем запахи. Запах очень легко распространяется, потому что газ не имеет ни формы, ни объема (он занимает весь предоставленный ему объем), состоит из хаотично движущихся молекул, расстояние между которыми больше, чем размеры молекул.
Агрегатных состояния точно три?
На самом деле, есть еще четвертое – плазма. Звучит, как что-то из научной фантастики, но это просто ионизированный газ – газ, в котором помимо нейтральных частиц, есть еще и заряженные. Ионизаторы воздуха как раз строятся на принципе перехода из газообразного вещества в плазму.
Давление газа
Мы только что выяснили, что молекулы газа беспорядочно движутся. Во время движения они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором этот газ находится. Поскольку молекул много, ударов тоже много.
Например, в комнате, в которой вы сейчас находитесь, на каждый квадратный сантиметр за 1 с молекулами воздуха наносится столько ударов, что их количество выражается двадцати трехзначным числом.
Хотя сила удара отдельной молекулы мала, действие всех молекул о стенки сосуда приводит к значительному давлению. Это как если бы один комар толкал машину, то она бы и не сдвинулась с места, а вот пару сотен миллионов комаров вполне себе способны эту машину сдвинуть.
Зависимость давления от других величин
Зависимость давления от объема
В механике есть формула давления, которая показывает: давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади, на которую эта сила оказывается.
Давление
p = F/S
p – давление [Па]
F – сила [Н]
S – площадь [м^2]
То есть, если наши двести миллионов комаров будут толкать легковую машину, они распределятся по меньшей площади, чем если бы они толкали грузовой автомобиль (просто потому что легковая меньше грузовика).
Из формулы давления следует, что давление на легковой автомобиль будет больше из-за меньшей площади.
Давайте рассмотрим аналогичный пример с двумя сосудами разной площади.
Давление в левом сосуде будет больше, чем во втором, по аналогичной схеме – потому что площадь меньше. Но если площадь основания меньше, то и объем меньше. Это значит, что давление будет зависеть от объема следующим образом: чем больше объем, тем меньше давление – и наоборот.
При этом зависимость будет не линейная, а примет вот такой вид (при условии, что температура постоянна):
Такая зависимость называется законом Бойля-Мариотта.
Она экспериментально проверяется с помощью такой установки.
Объем шприца увеличивают с помощью насоса, а манометр измеряет давление. Эксперимент показывает, что при увеличении объема давление действительно уменьшается.
Зависимость давления от температуры
Рассмотрим зависимость давления газа от температуры при условии неизменного объема определенной массы газа. Эти исследования были впервые произведены в Жаком Шарлем.
Газ нагревался в большой колбе, соединенной с ртутным манометром в виде узкой изогнутой трубки. Пренебрегая ничтожным увеличением объема колбы при нагревании и незначительным изменением объема при смещении ртути в узкой манометрической трубке.
Таким образом, можно считать объем газа неизменным. Подогревая воду в сосуде, окружающем колбу, измеряли температуру газа по термометру, а соответствующее давление – по манометру.
Этот эксперимент показал, что давление газа увеличивается с увеличением температуры. Это связано с тем, что при нагревании молекулы газа движутся быстрее, из-за чего чаще ударяются о стенки сосуда.
С температурой все проще. Зависимость давления от температуры при постоянных объеме и массе будет линейно:
Эта зависимость называется законом Шарля.
Хранение и транспортировка газов
Если нужно перевезти значительное количество газа из одного места в другое, или когда газы необходимо длительно хранить – их помещают в специальные прочные металлические сосуды. Из-за того, что при уменьшении объема увеличивается давление, газ можно закачать в небольшой баллон, но он должен быть очень прочным.
Сосуды, предназначенные для транспортировки газов, выдерживают высокие давления. Поэтому с помощью специальных насосов (компрессоров) туда можно закачать значительные массы газа, которые в обычных условиях занимали бы в сотни раз больший объем.
Поскольку давление газов в баллонах даже при комнатной температуре очень велико, их ни в коем случае нельзя нагревать. Например, держать под прямыми лучами солнца или любым способом пытаться сделать в них отверстие, даже после использования.
Понимать и любить этот мир проще, когда разбираешься в физике. В этом помогут небезразличные и компетентные преподаватели онлайн-школы Skysmart.
Чтобы формулы и задачки ожили и стали более дружелюбными, на уроках мы разбираем примеры из обычной жизни современных подростков. Приходите на бесплатный вводный урок по физике и начните учиться в удовольствие уже завтра!
Источник