Tudnátok segíteni az alábbi fizika feladatban?

Először is kezdjük az állapotegyenlettel.

p₁*V₁ / T₁*m₁ = p₂*V₂ / T₂*m₂

Ha tudjuk, hogy a folyamat izobár, akkor az az összefüggés igaz; hogy p₁ = p₂.

Magyarán az állapotegyenletünk újabban rövidebbé válik: V₁ / T₁*m₁ = V₂ / T₂*m₂, amelyből a tömegadatokat szintén kivehetjük, megbonyolítanák a feladatunk elsőízben: V₁ / T₁ = V₂ / T₂.

Írjuk fel az adatokat, amiket tudunk.

Normál állapotból indulunk ki, tehát a nyomás 101 325 Pa (ezzel most nem kell foglalkoznunk) és 0°C (=273K = T₁) hőmérséklet uralkodik, valamint a gáz moláris térfogata 22,41 dm³/mol.

T₂ = 50 °C (323K)

V₂ = ?

ϱ(CO₂) = ?

m(CO₂) = 22g

n(CO₂) = m(CO₂) / M(CO₂) = 0,5 mol

V(CO₂) = n(CO₂) * V(m) = 11,205 dm³ ugye ő lesz a V₁, kiindulási térfogatunk!

Behelyettesítés után 11,205/273 = V₂/323 --> V₂ = 13,26 dm³ (13,257 dm³) térfogatú CO₂ keletkezett.

Na mármost kéne egy fogást találnunk a sűrűségre (ϱ).

Mit tudunk összefüggésként? Azt, hogy ϱ = m/V, amiből következik, hogy m = ϱ * V.

Kiindulási állapotban tökéletesen tudunk egy kezdeti sűrűséget mondani, hisz adott a tömeg és térfogat adatunk, mely utóbbit újonnan kiszámítottunk.

m₁ = 22g ami 0,022kg

V₁ = 11,205 dm³ ami 0,011205 m³

ϱ₁ = m₁/V₁ = 1,963 kg/m³

Írjuk fel az állapotegyenletet, melyben szerepelt a tömegadatunk is, hisz ezt fogjuk kihasználni!

Úgy szólt, hogy V₁ / T₁*m₁ = V₂ / T₂*m₂ most helyettesítsük a tömegadatokat be a térfogat és sűrűség szorzataként: V₁ / T₁*ϱ₁*V₁ = V₂ / T₂*ϱ₂*V₂. Leegyszerűsítünk a térfogatokkal és marad egy jóval egyszerű összefüggésünk: T₁*ϱ₁ = T₂*ϱ₂.

Behelyettesítve: 273*1,963 = 323*ϱ₂ ---> ϱ₂ = 1,66 kg/m³ sűrűségű a keletkezett CO₂-gáz.