№630 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: В двух цилиндрах под подвижным поршнем находятся водород и кислород. Сравнить работы, которые совершают эти газы при изобарном нагревании, если их массы, а также начальные и конечные температуры равны.

Дано

$$m_{\text{H}_2}=m_{\text{O}_2}$$
$$T_{1\text{H}_2}=T_{1\text{O}_2}$$
$$T_{2\text{H}_2}=T_{2\text{O}_2}$$

Ход решения

При изобарном нагревании работа газа равна

$$A=\nu R\Delta T=\frac{m}{M}R\Delta T,$$

где $$m$$ — масса газа, $$M$$ — его молярная масса.

Так как массы газов и изменение температуры одинаковы, то

$$\frac{A_{\text{H}_2}}{A_{\text{O}_2}}=\frac{mR\Delta T/M_{\text{H}_2}}{mR\Delta T/M_{\text{O}_2}}=\frac{M_{\text{O}_2}}{M_{\text{H}_2}}.$$

Молярные массы:

$$M_{\text{H}_2}=0{,}002\ \text{кг/моль}, \qquad M_{\text{O}_2}=0{,}032\ \text{кг/моль}.$$

Тогда

$$\frac{A_{\text{H}_2}}{A_{\text{O}_2}}=\frac{0{,}032}{0{,}002}=16.$$

Следовательно, кислород совершает работу в 16 раз большую, чем водород.

Ответ

$$\frac{A_{\text{H}_2}}{A_{\text{O}_2}}=16,$$ то есть $$A_{\text{O}_2}=16A_{\text{H}_2}.$$