Вариант 2. 1. Изотермический процесс в идеальном газе при постоянном количестве вещества описывается уравнением равновесия. 2. Изобарному процессу идеального газа при постоянном количестве вещества соответствуют участки графика (рис. 2). 3. Определите объём уксуса (CH₃COOH) массой m = 150 г при температуре t = 80 °C. Плотность уксусной кислоты ρ = 1,04 г/см³. 4. Определите массу азота, если количество вещества его молекул ν = 2,7·10²⁵. 5. Определите давление смеси водорода массой m₁ = 4,0 г и гелия массой m₂ = 8,0 г в баллоне объёмом V = 3,0 дм³ при температуре t = 27 °C.

1. При изотермическом процессе \(T=\text{const}\), поэтому для постоянного количества газа выполняется закон Бойля — Мариотта: \(p_1V_1=p_2V_2\).

2. В координатах \(p\)–\(V\) изобарному процессу соответствуют горизонтальные участки графика. Номера точек на снимке читаются недостаточно чётко, чтобы надёжно указать буквенный вариант.

3. Используем связь массы, объёма и плотности: \(V=m/\rho=150/1.04\approx144.2\) см³.

4. Масса азота равна \(m=\nu m_0\), где масса одной молекулы \(m_0=M/N_A\). Для азота \(M=28\cdot10^{-3}\) кг/моль:

\(m=\frac{2.7\cdot10^{25}\cdot28\cdot10^{-3}}{6.02\cdot10^{23}}\approx1.26\) кг.

5. Переведём величины в СИ: \(m_{H_2}=0.004\) кг, \(m_{He}=0.008\) кг, \(V=0.003\) м³, \(T=27+273=300\) К. Тогда \(\nu_{H_2}=0.004/0.002=2\) моль и \(\nu_{He}=0.008/0.004=2\) моль; всего \(\nu=4\) моль. По уравнению Менделеева — Клапейрона:

\(p=\frac{\nu RT}{V}=\frac{4\cdot8.31\cdot300}{0.003}\approx3.32\cdot10^6\) Па.

Ответ: 1) \(p_1V_1=p_2V_2\); 2) горизонтальные участки графика; 3) около 144 см³; 4) около 1.26 кг; 5) около \(3.32\cdot10^6\) Па.