20. Механика - квантовая физика: планирование эксперимента: #207733
Ученику необходимо выяснить, как давление идеального газа зависит от его массы. В его распоряжении пять сосудов разного объема, в которых находятся разные массы одного и того же газа при разных температурах.
Какие два сосуда нужно выбрать, чтобы установить эту зависимость?
$1)$ $V = 6 \, \text{л}, \, T = 350 \, \text{K}, \, m = 10 \, \text{г}$
$2)$ $V = 5 \, \text{л}, \, T = 320 \, \text{K}, \, m = 10 \, \text{г}$
$3)$ $V = 4 \, \text{л}, \, T = 340 \, \text{K}, \, m = 10 \, \text{г}$
$4)$ $V = 4 \, \text{л}, \, T = 320 \, \text{K}, \, m = 7 \, \text{г}$
$5)$ $V = 4 \, \text{л}, \, T = 340 \, \text{K}, \, m = 5 \, \text{г}$
Для установления зависимости давления $P$ идеального газа от его массы $m$ необходимо выбрать сосуды, в которых:
объем $V$ одинаковый,
температура $T$ одинаковая,
масса $m$ разная.
Это позволит изучить влияние массы газа на давление при постоянных объеме и температуре, что соответствует уравнению состояния идеального газа:
$$P = \frac{m}{M} \cdot \frac{RT}{V}$$ где $M$ — молярная масса газа, $R$ — универсальная газовая постоянная.