Вычислите массу огненной материи, которая, согласно Бойлю, проникла во время нагревания в реторту объемом 5 л ( запаянную при н. у.), содержащую 4 г порошка железа

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи необходимо воспользоваться законом Бойля, который гласит, что при постоянной температуре и объеме количество газа, проникающее внутрь, пропорционально изменению внутреннего давления.

Мы знаем, что объем реторты равен 5 л, содержит порошок железа массой 4 г. По условию это запаянная реторта, следовательно, весь объем принял газовую форму (воздух).

Объем воздуха при н. у. = 5 л
Мольная масса воздуха = 29 г/моль

Найдем количество вещества воздуха в реторте:
n = m/M
где n - количество вещества в молях,
m - масса воздуха в граммах,
M - мольная масса воздуха.

n = 4 г / 29 г/моль ≈ 0,138 моль.

Для потери массы используем закон Бойля:
P1V1 = P2V2
где P - давление газа, V - объем газа.

Так как объем остался тем же, то давления пропорциональны изменению массы вещества в реторте.

Пусть P1 - давление воздуха в начале, m1 - масса воздуха в начале,
P2 - давление после, m2 - масса вещества после.

Теперь составим уравнение:
P1 5 л = P2 5 л
m1 + m = m2
0,138 + 4 = m2
m2 = 4,138 г.

Таким образом, масса огненной материи, которая проникла в реторту во время нагревания, составляет 4,138 г.