Zadanie Zadanie 8.2.2: Porównanie ciśnień gazów o jednakowej masie w naczyniach

Punkty
4 pkt
Dział
Termodynamika · Równanie Clapeyrona
Trudność
Poziom trudności: łatwe
W dwóch jednakowych, zamkniętych zbiornikach laboratoryjnych o objętości V=20 dm3V = 20\,\text{dm}^3 każdy, utrzymywanych w stałej temperaturze T=37∘CT = 37^\circ\text{C} (310,15 K310{,}15\,\text{K}), zgromadzono jednakowe masy dwóch różnych gazów: tlenu (O2\text{O}_2) oraz wodoru (H2\text{H}_2). Masa każdego z gazów wynosi m=0,2 kgm = 0{,}2\,\text{kg}. Masy molowe gazów wynoszą odpowiednio: μO2=32 g/mol\mu_{\text{O}_2} = 32\,\text{g/mol} oraz μH2=2 g/mol\mu_{\text{H}_2} = 2\,\text{g/mol}. Przyjmij uniwersalną stałą gazową R=8,31 Jmol⋅KR = 8{,}31\,\frac{\text{J}}{\text{mol}\cdot\text{K}}. Gazy traktujemy jako doskonałe. a) Wyznacz stosunek ciśnień obu gazów pO2pH2\frac{p_{\text{O}_2}}{p_{\text{H}_2}} i sformułuj relację wiążącą ciśnienie tlenu z ciśnieniem wodoru. b) Oblicz ciśnienie wywierane przez tlen na ścianki naczynia. Wynik podaj w megapaskalach (MPa).

Odpowiedź

a) pO2/pH2=1/16p_{O_2}/p_{H_2}=1/16, czyli pO2=pH2/16p_{O_2}=p_{H_2}/16. b) pO2≈0,805 MPap_{O_2}\approx0{,}805\,\text{MPa}. a: pO2/pH2=1/16p_{O_2}/p_{H_2}=1/16, czyli pO2=pH2/16p_{O_2}=p_{H_2}/16 b: pO2≈0,805 MPap_{O_2}\approx0{,}805\,\text{MPa}