№ 3. Какова плотность кислорода при температуре 100° C и нормальном атмосферном давлении?
а) 1,04 кг/м? б) 2,52 кг/м3 в) 3 кг/м г) 2 кг/м
д) 1,5 кг/м

тест по физике​

Мне кажется не такой простой. её можно легко решить на уровне "подставить числа в нужную формулу", но надо внимательно смотреть на протекающие процессы. посчитаем количество вещества  ν2, необходимое для заполнения аэростата. по уравнению клапейрона-менделеева: p2*v2 = ν2*r*t2, где p2 = 10^5 па – требуемое в аэростате давление; v2 = 840  м³ – объём аэростата; r = 8,314 дж/(моль*к) – универсальная газовая постоянная; t2 = 7  °c = 280 к – температура водорода в аэростате. отсюда: ν2 = p2*v2/(r*t2) = 10^5  * 840 / (8,314 * 280)  ≈ 36084 моль. определим, сколько моль водорода содержится в одном . это не совсем важно в , но для ориентировки полезно посчитать. по уравнению клапейрона-менделеева: p*v = ν*r*t, где p = 4*10^6 па – давление в одном ; v = 50 л = 0,05 м³ – объём ; r = 8,314 дж/(моль*к) – универсальная газовая постоянная; t = 27  °c = 300 к – температура водорода в . отсюда: ν = p*v/(r*t) = 4*10^6  * 0,05 / (8,314 * 300)  ≈ 80,2 моль. смогут отдавать газ до тех пор, пока давление в них не сравняется с давлением в аэростате. пусть аэростат абсолютно жёсткий, и его объём что после заправки, что на рабочей высоте равен 840 м³. заправка газом, конечно же, при температуре 27 °c, поэтому при подъёме на рабочую высоту газ изохорно охлаждается. тогда выполняется закон шарля: во сколько раз газ охладился (300 к / 280 к = 1,071), во столько же раз упало давление в аэростате. раз при его работе в нём давление 10^5 па, то сразу после заправки должно быть 1,071*10^5 па. поправка оказалась не такой большой, но важно понимать, что она имеет место. значит будут "разряжаться" (отдавать водород) до того, пока в них давление не упадёт до 1,071*10^5 па. то есть оно упадёт на δp = (4*10^6 - 1,071*10^5) = 3,9*10^6 па.  тогда отданное одним количество вещества  δν определим из уравнения клапйрона–менделеева: δp*v = δν*r*t δν = δp*v / (r*t)  ≈ 78 моль. чтобы запихнуть в аэростат все 36084 молей водорода надо взять: 36084 / 78 ≈ 462,4. округляем в большую сторону (иначе немного не хватет), то есть потребуется 463 . к слову, при решении без поправки на падение давления при охлаждении газа в аэростате получится 461,5, т.е. 462 – одного не хватит. немного, но всё же!