Школьный этап Всероссийской олимпиады по химии

Школьный этап Всероссийской олимпиады по химии

2020-2021 учебный год

Задания для 9 класса (максимальный балл-38)

Задача 1 (физическая)

Шарик, наполненный гелием, висит в воздухе и уравновешивается привязанной к нему веревкой. Диаметр шара 25 см, масса резиновой оболочки 5 грамм.

1? Определите массу веревки (вместе с гнитью), если:

- температура воздуха 25⁰С

- давление нормальное атмосферное вне шара и 1,2 атмосфер внутри шара.

- плотность воздуха при н.у. 1,295 г/л

- объем шара вычисляется по формуле 4/3 πR³ R – радиус шара

2? Сколько таких шариков нужно, чтобы на Последнем звонке поднять в воздух колокольчик, сделанный из картона массой 200 грамм. Примите, что все шарики одинаковые по массе и по объему.

3? Сколько шариков понадобится, если их заполнять неоном, а не гелием.

Для справки: перевод объема на Н.У. можно осуществить по формуле PV = 8,31*νT, где Р- давление в Па, ν –количество вещества в молях, V-объем в м³, Т-температура в Кельвинах

Решение задачи 1

1. Подъемная сила шарика равна разнице между массой воздуха и массой гелия одинакового объема.

Вычислим объем шара 4/3 πR³ = 4/3 * 3,14 * 12,5³ =8177 см³ = 8,177 дм³ 1 балл

Вычислим плотность воздуха при 25⁰С 1,295*298/273= 1,414 г/л 1 балл

Масса воздуха, равная объему шара 1,414*8,177= 11,262 г 1 балл

Масса гелия внутри шарика

PV= 8,31 T*ν ν = PV/8,31T =101325*1,2 атм*0,008177/8,31*298= 0,4 моль или

0,4моль*4 г/моль = 1,6 г

(2 балла)

Так как шарик неподвижно висит в воздухе, то он уравновешивает веревку массой 11,262-1,6 =9,662 г 1 балл ИТОГО за 1 вопрос 6 баллов

2. 200/9,662=20,69 или 21 шарик и более (1 балл)

3. Масса неона внутри PV= 8,31 T*ν ν = PV/8,31T =101325*1,2 атм*0,008177/8,31*298= 0,4 моль или 0,4*20 = 5 г 200/5 = 40 Наполненных неоном шариков понадобится 40 и более. (3 балла)

12 3 4 Следующая ⇒