2014. 03. 09.
I. forduló, 1. feladat:
Robbantás kindertojással
(A versenykiírást és a feladatokat lásd fent a verseny menüpont alatt!)
A kísérlet leírása
Kindertojás tokjának egyik felébe szódabikarbónát, másik felébe ecetet öntünk; majd összeillesztjük a két felet és gyorsan az asztalra helyezzük a „löveget”. A robbanás ereje kilővi a lövedéket a szemközti falra, ahol bejelöljük a becsapódás helyét. Gondosan lemérjük a kilövés helyétől a falig terjedő távolságot, valamint a lövedék süllyedését.
1.A) Ismertesd a szódabikarbónát és az ecetsavat! Mire használjuk őket?
1.B) Határozzuk meg a robbanáskor kilőtt „lövedék” kezdősebességét!
1. ábra. A lövedék kilövése.
Az ábrán a lövedék tömegközéppontja által megtett távolságokat adtuk meg. (Animáció megtekintése)
1.C) Határozzuk meg a kindertojás belsejében kialakuló nyomás maximális értékét!
A kindertojás belsejében az alábbi gázképződéssel járó kémiai reakció játszódik le:
NaHCO3 (szilárd) + CH3COOH (folyadék) → CH3COONa (vízben oldódó szilárd) + CO2 (gáz) + H2O (folyadék)
C.1) Hány mol szódabikarbóna vett részt a reakcióban? (Tételezzük fel, hogy a teljes mennyiség 10%-a lépett reakcióba a hozzáöntött ecettel.)
A tojásba tett szódabikarbóna (NaHCO3) tömege: mszód = 4 g
C.2) Mekkora a kindertojás belsejének térfogata? Becsüljük meg, hogy ennek körülbelül hány százalékát foglalja el a fejlődött széndioxid-gáz!
2.ábra. A kindertojás geometriai méretei
C.3) Tekintsük a gázt elég ritkának, és határozzuk meg az ideális gázok állapotegyenlete segítségével a kindertojás belsejében a maximális nyomást!