В сосуде вместимостью 100 л

1

Анализ и решение задачи по теме: «Явление осмоса в газах». Сосуд вместимостью 100л разделен полупроницаемой перегородкой на две равные части. В одной половине сосуда находиться водород массой 2г, в другой азот в количестве 1 моль. Определить давление по обе стороны от перегородки, если она может пропускать только водород. Температура в обоих половинах одинакова и равна 127ºС. Температура не меняется.

2

«Явление осмоса в газах» P 1 -? P 2 -? V=100·10 -3 м 3 m 1 = 2·10 -3 кг = 1моль T=( )K M 1 =2·10 -3 кг/моль T=( )K Подсказка 1 Подсказка2 Решение

3

«Явление осмоса в газах» Закон Дальтона Если в сосуде находится смесь газов, то каждый из них вносит свой вклад в общее давление. Парциальным давлением называют давление одного из газов при условии, что все остальные удалены из сосуда. Экспериментально установленный закон Дальтона утверждает : давление в смеси химически невзаимодействующих газов равно сумме их парциальных давлений P=P 1 +P 2 +…+P n При этом парциальное давление каждого из газов подчиняется в случае достаточно разреженных газов уравнению состояния идеального газа: где V – объем смеси, T – абсолютная температура, m 1 и m 2 – массы различных газов в смеси, а M 1 и M 2 – их молярные массы. Примером газовой смеси является воздух, состоящий из азота, кислорода, углекислого газа и других газов. Начало

4

«Явление осмоса в газах» Полупроницаемая мембрана Иллюстрацией закона Дальтона может служить процесс диффузии газа через полупроницаемую перегородку (мембрану). Пусть в начальный момент два разных газа занимают две половины сосуда, разделенные полупроницаемой мембраной. Температуры обоих газов и их начальные давления одинаковы. Мембрана полностью непроницаема для одного из газов и частично прозрачна для другого. В процессе диффузии газа через полупроницаемую перегородку давление в одной половине сосуда возрастает в соответствии с законом Дальтона, а в другой – падает. Это явление носит название осмоса. Начало

5

«Явление осмоса в газах» В начальный момент времени газы оказывают давление на стенки сосудов в соответствии с формулами: P 1 -? P 2 -? V=100·10 -3 м 3 m 1 = 2·10 -3 кг = 1моль T=( )K M 1 =2·10 -3 кг/моль

6

«Явление осмоса в газах» P 1 -? P 2 -? V=100·10 -3 м 3 m 1 = 2·10 -3 кг = 1моль T=( )K M 1 =2·10 -3 кг/моль После проникновения молекул водорода через мембрану и равномерное их распределение по всему объему давление в левом сосуде равно: Давление азота в правом сосуде:

7

«Явление осмоса в газах» P 1 -? P 2 -? V=100·10 -3 м 3 m 1 = 2·10 -3 кг = 1моль T=( )K M 1 =2·10 -3 кг/моль Таким образом в левом сосуде давление водорода равно: А в правом сосуде давление равно сумме парциальных давлений азота и водорода