Уравнение Менделеева-Клапейрона — тренажёр для 10 класса

Газ можно сжать, нагреть или охладить. Уравнение Менделеева-Клапейрона связывает все параметры газа: давление, объём, температуру и количество вещества. Это как рецепт для газа: если изменить одно, изменятся другие. В тренажёре задания построены на применении этой формулы.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать, что такое идеальный газ.
  • Применять формулу pV = nRT.
  • Переводить температуру в Кельвины.
  • Использовать газовую постоянную R = 8,31.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Уравнение состояния $p \cdot V = n \cdot R \cdot T$ p — давление (Па), V — объём (м³), n — количество (моль), R = 8,31, T — температура (К).
Связь температуры $T = t + 273$ В Кельвины: T = t + 273.
Для массы $pV = (m/M)RT$ n = m / M.

Разбор задачи по шагам

Задача: Найдите давление 2 моль газа при температуре 300 К в сосуде объёмом 0,1 м³ (R = 8,31).

Шаг 1. Записываем формулу. pV = nRT. Почему: Нам нужно найти давление (p), а остальные параметры известны.

Шаг 2. Выражаем p. p = nRT / V.

Шаг 3. Подставляем. n = 2, R = 8,31, T = 300, V = 0,1.

Шаг 4. Считаем. p = 2 · 8,31 · 300 / 0,1 = 4986 / 0,1 = 49860 Па.

Шаг 5. Переводим в кПа. 49860 Па ≈ 49,9 кПа. Ответ: около 50 кПа.

Ещё один разбор

Задача. $\nu=3.08$ моль, $T=220$ К, $V=0.08095471889806898$ м³. Давление (Па, $R=8.31$)?

1
Уравнение Менделеева-Клапейрона: $pV = \nu RT$.
$\nu=3.08$ моль, $T=220$ К, $V=0.08095471889806898$ м³
2
Вычисляем.
$p = \frac{3.08 \cdot 8.31 \cdot 220}{0.08095471889806898} \approx 6.96e+04$ Па

Ответ: 6.96e+04

Типичные ошибки

Ошибка: Подставляют температуру в Цельсиях
Почему: Не переводят в Кельвины
Как проверить: В формуле используется АБСОЛЮТНАЯ температура в Кельвинах. 27°C = 300 К.
Ошибка: Забывают перевести объём в м³
Почему: В условии дают литры
Как проверить: 1 литр = 0,001 м³. Переводите перед подстановкой.
Ошибка: Путают R и k (постоянную Больцмана)
Почему: Оба связаны с газом
Как проверить: R = 8,31 Дж/(моль·К) — для молей. k = 1,38·10⁻²³ Дж/К — для одной молекулы.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Найти давление (p).
  • Найти объём (V).
  • Найти температуру (T).
  • Задачи с массой газа.

Все ответы с проверкой.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 10 классе. В ЕГЭ по физике это задание № 8 и № 24.

Родителям: объясните на примере баллона. Если баллон с газом нагреть, давление вырастет (может взорваться). Если сжать — тоже вырастет. Это уравнение позволяет рассчитать безопасные условия.

Частые вопросы

Почему газ называется идеальным?

Потому что мы предполагаем, что молекулы не взаимодействуют друг с другом и занимают пренебрежимо малый объём. Для реальных газов при высоких давлениях это не так.

Что такое универсальная газовая постоянная?

Это коэффициент, который связывает энергию, температуру и количество вещества. R = 8,31 Дж/(моль·К).

Примеры задач

$\nu=1.1$ моль, $T=232$ К, $V=0.02625183354820275$ м³. Давление (Па, $R=8.31$)?
Ответ: 8.08e+04
$\nu=4.8$ моль, $T=228$ К, $V=0.010066893953102285$ м³. Давление (Па, $R=8.31$)?
Ответ: 9.03e+05
$\nu=1.57$ моль, $T=478$ К, $V=0.013911856812429131$ м³. Давление (Па, $R=8.31$)?
Ответ: 4.48e+05

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Внутренняя энергия газа Молярный объём газов Давление жидкости