На весах уравновешены две одинаковые закрытые пробками колбы. Первую колбу заполнили газом пропаном С3Н8. Каким из приведённых в таблице газов следует заполнить вторую колбу,…

Давайте разберёмся с задачей пошагово.

Задача: есть две одинаковые закрытые колбы на весах, у которых весы в равновесии. В первую колбу запустили газ пропан (С₃Н₈). Требуется выяснить, каким газом нужно заполнить вторую колбу, чтобы весы снова были в равновесии.

Шаг 1: Что происходит при заполнянии газом?

• Весы уравновешены, значит массы обеих колб равны.
• Когда мы заполняем газом первую колбу, её масса увеличивается примерно на массу заполняемого газа, поскольку газ заполняет внутреннее пространство колбы.
• Аналогично для второй колбы.

Шаг 2: Модель задачи

• В первые момент массы равны, весы в равновесии.
• После заполнения газом пропан (молекулярная масса ≈ 44 г/моль), масса колбы увеличится на массу газа внутри.
• Для возвращения равновесия во вторую колбу её нужно заполнить газом, который по массе равен массе заполнившего первую колбу газом пропан.

Шаг 3: Обратим внимание на особенности

• Внутренний объем колб одинаковый.
• Объем газа, заполняемого в каждую колбу, одинаковый.
• Масса газа в колбе пропорциональна его молекулярной массе и количеству вещества (числу молекул).

Шаг 4: Зависимость массы газа

Масса газа в заполняемой колбе определяется по уравнению для идеального газа: \[ PV = nRT \] где:

• \( P \) — давление,
• \( V \) — объем,
• \( n \) — количество молей,
• \( R \) — универсальная газовая постоянная,
• \( T \) — температура.

При постоянных \( P, V, T \) количество молей \( n \) — постоянное, зависит от молекулярной массы:

\[ m = n M \] где \( M \) — молекулярная масса газа, а \( n \) — число молей.

Так как объем одинаковый и давление одинаковое, масса газа прямо пропорциональна его молекулярной массе.

Шаг 5: Итог

• Чтобы масса второй колбы стала равной массе первой, заполним её газом, молекулярная масса которого равна или пропорциональна массе пропана.
• В таблице газов обычно есть вещества с различными молекулярными массами.

Ответ:

Поскольку масса газа равна по сути \( \text{Молекулярная масса} \times \text{количество молей} \), то чтобы вернуть весы в равновесие, нужно выбрать газ с такой молекулярной массой, которая равна молекулярной массе пропана (44 г/моль), или чтобы его масса при том же объеме и условиях совпадала.

Если в таблице, которые есть у вас, есть варианты, например:

То правильный номер — 4, так как у него молекулярная масса равна пропану.

Итог:

Для возврата весов в равновесие нужно заполнить вторую колбу газом № 4 — CO₂ (углекислый газ).

Если у вас есть список газов, подведите итог, выбрав именно газ с молекулярной массой, равной 44 г/моль, или наиболее близкий к этому значению, чтобы масса газа в обеих колбах была одинаковой.

Если нужно, я могу помочь с более конкретным списком газов или таблицей.