При якій температурі посудина, що містить гелій в масі 2 г, розірватиметься? Яка максимальна кількість азоту може бути

Чтобы решить эту задачу, нужно знать свойства газов и использовать уравнение состояния идеального газа. Для начала, определимся с уравнением состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

Где P - давление газа в посудине, V - объем посудины, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, и T - абсолютная температура газа.

Для выполнения первой части задачи, где нужно найти температуру при которой посудина розірватиметься, нам понадобятся дополнительные данные о посудине, в частности о ее запасе міцності.

Для вами дано, что посудина может выдерживать п"ятикратний запас міцності. Давайте обозначим это соотношением:

\[P_{\text{разрыва}} = 5P_{\text{рабочее}}\]

Где \(P_{\text{разрыва}}\) - давление, при котором происходит разрыв посудины, а \(P_{\text{рабочее}}\) - рабочее давление, которое можно подсчитать с помощью уравнения состояния идеального газа.

Мы знаем массу гелия в посудине (2 г), так что давайте воспользуемся уравнением состояния идеального газа для него:

\[PV = nRT\]

Разделив обе части уравнения на массу гелия (2 г), получим:

\[\frac{P}{2}V = \frac{n}{2}RT\]

Количество вещества n можно выразить через массу гелия и молярную массу \(M\) гелия:

\[n = \frac{\text{масса гелия}}{\text{молярная масса гелия}}\]

Теперь рассмотрим вторую часть задачи, где нужно найти максимальное количество азота, которое может быть сохранено в такой же посудине при температуре 30 °C и п"ятикратном запасе міцності.

Для решения этой части задачи, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для азота:

\[PV = nRT\]

Заметим, что давление P равно рабочему давлению, так как мы предполагаем, что посудина уже находится в пределах своей рабочей міцності:

\[P = P_{\text{рабочее}}\]

Таким образом, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для азота:

\[P_{\text{рабочее}}V_{\text{азота}} = n_{\text{азота}}RT\]

Молярная масса гелия составляет примерно 4 г/моль, а молярная масса азота примерно 28 г/моль. Таким образом, кол-во вещества \(n_{\text{азота}}\) азота можно определить, используя отношение массы азота к его молярной массе:

\[n_{\text{азота}} = \frac{\text{масса азота}}{\text{молярная масса азота}}\]

Теперь, мы можем найти максимальную массу азота, которая может быть сохранена в посудине при температуре 30 °C, используя уравнение:

\[P_{\text{рабочее}}V_{\text{азота}} = \frac{\text{масса азота}}{\text{молярная масса азота}}RT\]

\noindent
где \(V_{\text{азота}}\) - объем, занятый азотом в посудине при заданной температуре.

Определение точного значения массы азота и объема, занятого им в посудине, требует дополнительных данных о посудине и условиях загрузки азота. Вы можете использовать эти уравнения и основные принципы, чтобы провести подробные расчеты и определить искомую массу азота и температуру разрыва посудины.