2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Уравнение состояния идеального газа
Сообщение05.01.2016, 11:01 


05/01/16
16
Здравствуйте! Нужна помощь с несколькими задачами по молекулярной физике. Ответы немного не сходятся с нужными. Помогите разобраться, пожалуйста.
1. В колбе объемом $V = 1$ л содержится кислород при температуре $t = 17^\circ\text{C}$.В колбу впускают некоторое количество этого газа, из-за чего его давление повышается на $\Delta p = 5$ кПа. Сколько $\Delta N$ молекул газа было впущено в колбу? Молярная маса кислорода $M = 0,032$ кг/моль.
Я решала так:
1)С начала написала уравнения состояния идеального газа для начального и конечного случаев
$p_1V = \frac {m}{M}RT$
$(p_1+\Delta p)V = \frac {m+\Delta m}{M}RT$
2) Выразила $m$ и $\Delta m$ через $m$
$m = \frac {Mp_1V}{RT}$

$\Delta m = \frac {MV(p_1+\Delta p)}{RT} - m = \frac {MVp_1 + MV\Delta p - MVp_1}{RT} = \frac {MV\Delta p}{RT}$
3) И в конце нашла $\Delta N$
$m_1$ - масса молекулы, которая равна $\frac {M}{N_A}$
$\Delta N = \frac {\Delta m}{m_1} = \frac {\Delta mN_A}{M} = \frac{MV\Delta pN_A}{MRT} = \frac{V\Delta p}{kT}$
У меня молекулярная масса сокращается, а не должна. Ответ должен быть таким
$\Delta N = \frac {V\Delta p}{MkT}$

2. Сосуд объемом $V$ разделен пополам полупроницаемой перегородкой. В левой половине сосуда находятся $\nu _1$ молей азота, а в правой - вакуум. Какие установятся давления $p_3$ и $p_2$ слева и справа от перегородки, если она может пропускать только водород? Температура газов $T$ в обеих половинах сосуда одинакова и постоянна.
В этой задаче я запуталась с объемами. Я решала так:
1) Написала уравнения состояния идеального газа для водорода и азота. Так как объем всего сосуда $V$, то я решила, что объем половины равен соответственно $\frac {V}2$. $p_1$ - давление азота
$p_1\frac {V}2 = \nu_1RT$ и $p_2\frac = \nu_2RT$
2) Отсюда $p_1$ и $p_2$ равны
$p_1 = \frac {2\nu_1RT}{V}$ и $p_2 = \frac {2\nu_2RT}{V}$
3) Нашла $p_3$ давление слева от перегородки, которое равно сумме парциальных давлений водорода и азота
$p_3 = p_1 + p_2 = \frac {2RT}{V}(\nu_1 + \nu_2)$
А ответы должны быть такими:
$p_3 = \frac {RT(\nu_1 + 2\nu_2)}{2V}$, $p_2 = \frac {\nu_2RT}{V}$.
Где я ошиблась?

 Профиль  
                  
 
 Re: Уравнение состояния идеального газа
Сообщение05.01.2016, 12:25 


08/01/06
52
1) первая задача Вами решена правильно, а в приведенном ответе не сходятся размерности.
2) запишите уравнения состояния идеального газа до и после смешения для азота и водорода:
до $p_1\frac {V}2 = \nu_1RT$,
после $p'_1\frac {V}2 = \nu_1RT$.

до $p_2\frac {V}2  = \nu_2RT$,
после $p'_2 V              = \nu_2RT$,

где $p_1$ и $p'_1$ это парциальные давления азота до и после смешения. Решите эти системы относительно $p'_1$ и $p'_2$.
Полное давление с левой стороны будет равно $p_\text{left} = p'_1 + p'_2 = \frac{RT}{V}(\nu_2 + 2\nu_1)$, а с правой - $p_\text{right} = p'_2 = \frac{RT}{V}\nu_2$.

 Профиль  
                  
 
 Re: Уравнение состояния идеального газа
Сообщение05.01.2016, 12:55 


05/01/16
16
Спасибо Вам большое!
Я как-то и не подумала размерности проверить.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 3 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group