Как найти массу газа в цилиндре

Содержание

4.3.3. Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ.
Пример
Решение:
Как найти массу газа в баллоне?
Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ
Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.

4.3.3. Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ.

На данный момент задачи по этой теме кодификатора идут в КИМе ЕГЭ под номером 29.

Для их решения можно воспользоваться следующим алгоритмом:

1) записать уравнение реакции, о которой идет речь в задаче, и убедиться в правильности расставленных коэффициентов;

2) рассчитать количество молей вещества, масса или объем которого указаны в условии.

Если указана масса некого вещества A, то расчет количества вещества для него следует вести по формуле:

где m_A – масса вещества А, а M_A – молярная масса вещества А.

Если указан объем газообразного вещества А:

где V_A – объем газообразного вещества А, а V_m – молярный объем, одинаковый для всех газов и при н.у. равный 22,4 л/моль.

Иногда вместо массы или объема вещества дается его количество вещества (моль). В таком случае действия по его нахождению не требуются.

3) далее от молей вещества А нужно перейти к молям вещества, массу или объем которого спрашивают в условии.

Допустим спрашивают объем или массу вещества B. Тогда для перехода от количества моль вещества А к количеству моль вещества B следует пользоваться тем правилом, что для любого вещества его количество, деленное на его коэффициент, в уравнении реакции одно и то же. Т.е. количества веществ А и В связаны друг с другом через коэффициенты в уравнении следующим образом:

где n(A) и n(B) – количества вещества А и В соответственно, а k(A) и k(B) – коэффициенты в уравнении перед этими веществами.

Из этого выражения следует, что количество вещества В равно:

4) далее, зная количество вещества B, мы можем найти его массу по формуле:

Читайте также: Цилиндр для замка морелли

Если же вещество B является газом и спрашивают его объем, то рассчитать его можно следующим образом:

В общем, последовательность решения таких задач можно изобразить следующей схемой:

1) Зная массу или объем вещества A, рассчитываем его количество вещества.

2) Зная количество вещества A, рассчитываем количество вещества B по формуле:

где n(A) и n(B) – количества веществ А и В соответственно, а k(A) и k(B) – коэффициенты в уравнении перед этими веществами.

3) В зависимости от того, требуется найти массу вещества В или объем газа В, умножаем его количество либо на молярную массу, либо на молярный объем газа:

Пример

Какая масса сульфида алюминия потребуется для того, чтобы в результате его взаимодействия с избытком соляной кислоты образовался газ объемом 33,6 л (н.у.).

Решение:

1) Запишем уравнение реакции:

2) Рассчитываем количество вещества, для которого известна его масса или объем (в случае газа). Нам известен объем сероводорода, рассчитаем его количество вещества:

3) Отношение количества вещества любого фигуранта реакции к его коэффициенту в уравнении этой реакции всегда одно и то же. Т.е. для сульфида алюминия и сероводорода мы можем записать, что:

Из этого выражения выразим n(Al₂S₃):

Подставим известные значения n(H₂S) и коэффициентов перед H₂S и Al₂S₃:

Тогда масса сульфида алюминия будет равна:

Задачи с реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ» можно порешать здесь.

Как найти массу газа в баллоне?

3 сообщений
Откуда: Уфа
Кто: Специалист
Возраст: 33

Есть баллон с метаном, объемом 210 литров, с давлением 24,5 МПа! Какая масса газа уместиться в такой баллон? Желательно с формулами и пояснениями к ним

Вот вам формула с пояснениями:

Как видите, нужно ещё знать температуру. Чем больше температура, тем меньше масса газа.

Подставляете числа в формулу и считаете.

3 сообщений
Откуда: Уфа
Кто: Специалист
Возраст: 33

Вот вам формула с пояснениями:

Читайте также: Рассчитать объем жидкости в цилиндре вертикальном

Как видите, нужно ещё знать температуру. Чем больше температура, тем меньше масса газа.

Подставляете числа в формулу и считаете.

А в каких единицах измерения подставлять значения.

Главное, что бы все в одной системе. Наиболее популярная — Си.

Тогда \(P = 24.5\; МПа = 2.45 \cdot 10^7 \; Па\) ,

\(T=293\;K\) (нормальная комнатная температура).

3 сообщений
Откуда: Уфа
Кто: Специалист
Возраст: 33

А в каких единицах измерения подставлять значения.

Главное, что бы все в одной системе. Наиболее популярная — Си.

Тогда \(P = 24.5\; МПа = 2.45 \cdot 10^7 \; Па\) ,

\(T=293\;K\) (нормальная комнатная температура).

Огромное спасибо за помощь

601 сообщений
Откуда: Интернет
Кто: В поисках истины
Возраст: 34

zam, тут давление больно высокое.

У Метан Tk=190,65 К Pk=45,8 атмосферы

Плохо помню какие есть методы исследовани я веществ в критическом состоянии и как они себя видут, но думается там уже будет жидкость, а не пар.

Относительный удельный вес жидкого метана 0,555

но думается там уже будет жидкость, а не пар.

В задании сказано: «Какая масса газа. ».

Так что, условия там такие, что метан в газообразном состоянии.

601 сообщений
Откуда: Интернет
Кто: В поисках истины
Возраст: 34

но думается там уже будет жидкость, а не пар.

В задании сказано: «Какая масса газа. ».

Так что, условия там такие, что метан в газообразном состоянии.

Так Вы фразу целиком читайте. «Какая масса газа уместиться в такой баллон?»

Это не значит, что газ в болоне, это значит что закачиваем мы газ. А балон такой что сжимает газ до жидкого состояния.

Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ

а) сделать запись уравнения соответствующей условию задачи реакции. Расставить правильно стехиометрические коэффициенты;

б) сделать расчёт числа молей в-ва, количество которого указано в задаче. Если речь идёт о массе какого-то в-ва (А), то применить формулу:

Если указаны объёмы газа, то вычислять по формуле:

V_A – объём газа A;
V_m – молярный объём, равный для всех газообразных в-в при н.у. 22,4 л/моль.

Примечание. Если кол-во вещества даётся в молях, то его находить уже не требуется.

Читайте также: Высота цилиндра площадь боковой поверхности 4 длина окружности основания 1

в) затем определить моли искомого в-ва (В), используя следствия из закона Авогадро –

n_A и n_B – кол-во веществ А и В,
k_A и k_B – коэффициенты перед ними в уравнении.

г) определив количество в-ва В, найти его массу:

для газообразного в-ва В использовать соответствующую формулу:

сделать расчёт кол-ва сероводорода, т.к. из условия известен его объём:

используя принцип одинаковости отношений кол-ва вещества к его стехиометрическому коэффициенту в данной реакции n(Al₂S₃)/k(Al₂S₃) = n(H₂S)/k(H₂S),

вычислить необходимое для реакции количество молей сульфида аллюминия:
n(Al₂S₃) = n(H₂S)· k(Al₂S₃)/ k(H₂S) = 1,5 моль ·1/3 = 0,5 моль

Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.

Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.

Обозначим атмосферное давление, — первоначальное давление воздуха под поршнем, — конечное давление воздуха под поршнем, F — силу давления на поршень, — первоначальный объем воздуха под поршнем, — конечный объем воздуха под поршнем, g — ускорение свободного падения, — начальную температуру воздуха под поршнем, — конечную температуру воздуха под поршнем, — изменение температуры воздуха.

Согласно условию при неизменной массе воздуха под поршнем изменялись все три параметра его состояния: давление, объем и температура. Поэтому применим объединенный газовый закон: