1,5
Объяснение:
Дано:
V = 10 л = 10*10⁻³ м³
m = 2 г = 2*10⁻³ кг
t = 27⁰C; T = t+273 = 27+273 = 300 K
p = 200 кПа = 200*10³ Па
m₁ / m₂ - ?
Пусть масса водорода равна m₁, тогда масса гелия m₂ =( m-m₁)
Из закона Клапейрона-Менделеева
p*V = m*R*T / M
парциальное давление водорода:
p₁ = m₁*R*T / (V*M₁)
парциальное давление гелия:
p₂ = m₂*R*T / (V*M₂)
Давление:
p = p₁ + p₂ = (R*T/V)*(m₁/M₁+m₂/M₂)
p = (R*T/V)*(m₁/M₁+(m - m₁) /M₂)
Для упрощения вычислений подставим данные:
200*10³ =( 8,31*300/10*10⁻³)*(m₁/(2*10⁻³) + 2*10⁻³/(4*10⁻³) - m₁/(4*10⁻³))
200 000 = 250 000 * (500*m₁ + 0,5 - 250*m₁)
0,5+250*m₁ = 200000/250000
0,5+250*m₁ = 200000/250000
250*m₁ = 0,8-0,5
m₁ = 0,3/250 = 1,2*10⁻³ кг
m₂ = 2*10⁻³-1,2*10⁻³ = 0,8*10⁻³ кг
m₁/m₂ = 1,2 / 0,8 = 1,5
Vср = S / t.
Рассмотрим первую половину пути:
S₁ = (S/2)
t₁ = S₁/V₁ = S / (2*V₁) = S / 20 = (1/20)*S = 0,05*S ч
Рассмотрим вторую половину пути.
Оставшийся путь
S₂ = (S/2)
Оставшееся время t₂ разобьем на 3 равных промежутка по (t₂ /3) часа
Путь на первой трети остатка:
S₂₁ = V₂₁*(t₂/3) = (20/3)*t₂
Путь на второй трети остатка:
S₂₂ = 0 (ремонт!)
Путь на последней трети остатка:
S₂₃ = V₂₃*(t₂/3) = (5/3)*t₂
Собираем
S₂ = S₂₁+S₂₂+S₂₃ = (20/3)*t₂ + 0 + (5/3)*t₂ = (25/3)*t₂
(S/2) = (25/3)*t₂
t₂ = (3/50)*S = 0,06*S ч
Общее время:
t = t₁ +t₂ = 0,05*S + 0,06*S = 0,11*S
Средняя скорость:
Vcp = S / (0,11*S) = 1 / 0,11 ≈ 9 км/ч