Присоединиться

Физика·Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого·11 класс

На сколько изменилось число молекул азота в классе?

Условие

Школьный класс имеет размеры пола 8 м × 12 м и высоту потолка 4,5 м. Осенью при атмосферном давлении 740 мм рт. ст. температура в классе равнялась 18 °C, а зимой, после похолодания и включения отопления температура повысилась до 24 °C при давлении 765 мм рт. ст. На сколько изменилось число молекул азота в классе? В воздухе содержится 78% азота по объему. Молярная масса воздуха равна 29 кг/кмоль, объемом учителя, учеников, мебели и учебных пособий можно пренебречь. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | I. Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение Менделеева — Клапейрона и формулы для пересчета давления жидкости из мм. рт. ст. в Па, температуры из °С в К и объемных процентов в массовые). II. Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов). III. Проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями). IV. Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

зимой число молекул азота в классе увеличилось на ≈ 1,09 · 10²⁶ штук.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Вначале найдем объем класса V = 8 · 12 · 4,5 = 432 м³ и пересчитаем давления осенью p_о и зимой p₃ из мм рт. ст. в паскали, учитывая, что 1 мм рт. ст. = ρрт\rho_рт gh = 13600 · 10 · 10⁻³ = 136 Па: p_о = 740 · 136 = 100640 Па, p₃ = 765 · 136 = 104040 Па. Температуры при этом будут 291 К и 297 К.2. Затем определим, какая масса воздуха находится в классе при давлении p и температуре T, для чего используем уравнение состояния Менделеева — Клапейрона pV=MRTμpV= \frac{MRT}{\mu} : M=pVμRTM= \frac{pV \mu}{RT}

Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:

  • Шаг 2
  • Шаг 3
  • Шаг 4
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»

На сколько изменилось число молекул азота в классе? — решение с объяснением | Lom Ai