Задание №20 — Эксперимент и его оборудование

Решение:

Чтобы на опыте обнаружить зависимость объёма газа от внешнего давления, нужно сравнить два сосуда, у которых давление различно, а все остальные величины, влияющие на объём, одинаковы. Из уравнения Менделеева — Клапейрона

$$pV=\dfrac{m}{M}RT\quad\Rightarrow\quad V=\dfrac{mRT}{Mp}$$

видно, что объём зависит от давления $p$, массы газа $m$ и температуры $T$ (газ во всех сосудах один и тот же, значит $M$ одинакова). Поэтому у выбранных сосудов должны совпадать масса и температура газа и различаться давления.

Сравним пары с одинаковой массой: сосуды 1 и 2 $(m=10\ \text{г})$ имеют разные температуры $80\ ^\circ\mathrm{C}$ и $100\ ^\circ\mathrm{C}$ — не подходят. Сосуды 3 и 5 $(m=5\ \text{г})$ имеют одинаковую температуру $t=60\ ^\circ\mathrm{C}$ и разные давления $80\ \text{кПа}$ и $100\ \text{кПа}$ — это и есть нужная пара.

Значит, ученику необходимо взять сосуды 3 и 5.

Ответ: 35

Источник: ФИПИ