В одинаковых баллонах при одинаковой температуре находятся водород (Н2) и углекислый газ (СО2). Массы газов одинаковы. Какой из газов создает большее давление на стенки баллона и во сколько раз?

Физика 11 класс Газовые законы давление газов водород углекислый газ баллон температура масса физика 11 класс газовые законы сравнение газов Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Давайте рассмотрим основные шаги для нахождения давления газов в баллонах.

1. Запишем уравнение состояния идеального газа:

   PV = nRT,

   где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

2. Определим количество вещества (n) для каждого газа:

   Количество вещества можно найти по формуле:

   n = m/M,

   где m - масса газа, M - молярная масса газа.

   Так как массы газов одинаковы, мы можем записать:

   n(H2) = m/M(H2) и n(CO2) = m/M(CO2).

3. Подставим количество вещества в уравнение состояния:

   Для водорода (H2):

   P(H2)V = (m/M(H2))RT;

   P(H2) = (mRT)/(M(H2)V).

   Для углекислого газа (CO2):

   P(CO2)V = (m/M(CO2))RT;

   P(CO2) = (mRT)/(M(CO2)V).

4. Сравним давления:

   Теперь мы можем выразить отношение давлений:

   P(H2)/P(CO2) = (M(CO2))/(M(H2)).

5. Подставим молярные массы:

   Молярная масса водорода (H2) составляет примерно 2 г/моль, а молярная масса углекислого газа (CO2) составляет примерно 44 г/моль.

   Таким образом, получаем:

   P(H2)/P(CO2) = 44/2 = 22.

Вывод: Давление водорода в баллоне будет в 22 раза больше давления углекислого газа при равных массе и температуре. Таким образом, водород создает большее давление на стенки баллона.