Определите процентное содержание примесей в образце, если известно, что при нагревании 150 г технической меди

Для решения этой задачи нам необходимо использовать знания о законе Шарля (законе Шарля, также называемом законом Гей-Люссака, устанавливает пропорциональность между объемом газа и температурой).

По закону Шарля, объем газа пропорционален изменению температуры в условиях постоянного давления. Формула закона Шарля выглядит следующим образом:

\[\frac{{V_1}}{{T_1}} = \frac{{V_2}}{{T_2}}\]

где \(V_1\) и \(T_1\) - объем и температура газа до нагревания, \(V_2\) и \(T_2\) - объем и температура газа после нагревания.

В нашей задаче дано, что объем газа уменьшился на 44.8 мл. Допустим, объем газа до нагревания составлял \(V_1\), а после нагревания - \(V_2\). Также нам дано, что примерно 22.4 л объема газа соответствуют 1 моль газа. Эта величина называется молярным объемом и обозначается как \(V_m\).

Теперь мы можем перейти к решению задачи. Для начала найдем размер изменения температуры, используя известные данные:

\[\frac{{V_1}}{{T_1}} = \frac{{V_2}}{{T_2}}\]

\[\frac{{V_1}}{{T_1}} = \frac{{V_2 - 44.8}}{{T_2}}\]

Затем воспользуемся известной зависимостью между объемом газа и количеством вещества (по формуле Авогадро):

\[V = n \cdot V_m\]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества (в данной задаче пусть будет количество примесей), а \(V_m\) - молярный объем.

Мы знаем, что примерно 22.4 л объема газа соответствуют 1 моль газа, поэтому:

\[V_1 = n_1 \cdot 22.4\]
\[V_2 = n_2 \cdot 22.4\]

Подставив эти значения в первое уравнение, получим:

\[\frac{{n_1 \cdot 22.4}}{{T_1}} = \frac{{n_2 \cdot 22.4 - 44.8}}{{T_2}}\]

Теперь нам остается найти процентное содержание примесей в меди. Для этого воспользуемся следующей формулой:

\[\text{Процентное содержание примесей} = \frac{{\text{Масса примесей}}}{{\text{Масса образца}}} \cdot 100\%\]

Мы знаем, что масса образца равна 150 г, а масса примесей - это масса меди, уменьшенная на массу чистого металла. Пусть \(m\) - масса примесей, \(m_{\text{меди}}\) - масса меди, тогда:

\[m = 150 - m_{\text{меди}}\]

Теперь мы можем перейти непосредственно к решению задачи и выразить массу примесей через найденные объемы примеси и меди:

\[m = n_{2} \cdot 22.4 - n_{1} \cdot 22.4\]

Теперь воспользуемся найденными значениями объемов и вместе с приведенной выше формулой вычислим процентное содержание примеси в образце:

\[\text{Процентное содержание примесей} = \frac{{m}}{{150}} \cdot 100\%\]

Таким образом, мы получим искомый ответ с подробными пояснениями и пошаговым решением задачи.