1) Каков объем водорода, имеющего массу 12 кг при температуре 7 ℃ и давлении 200 кПа? Молярная масса водорода составляет 2 г/моль, а универсальная газовая постоянная равна 8,31 Дж/(моль·K). Запишите ответ в СИ с точностью до десятых значений.
2) Чему равно давление газа в конце изотермического процесса, если его объем увеличился в 8 раз, а давление уменьшилось на 70 кПа? Запишите ответ в кПа с точностью до целых значений.
2) Чему равно давление газа в конце изотермического процесса, если его объем увеличился в 8 раз, а давление уменьшилось на 70 кПа? Запишите ответ в кПа с точностью до целых значений.
Алла_4545
Давайте решим эти задачи по очереди.
1) Для решения этой задачи, нам понадобится идеальный газовый закон, который гласит:
\[PV = nRT\],
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа в молях, R - универсальная газовая постоянная, и T - температура газа в кельвинах.
Сначала нам необходимо определить количество вещества газа (n). Масса вещества можно выразить через его молярную массу следующим образом:
\[n = \frac{m}{M}\],
где m - масса вещества, а M - его молярная масса.
Итак, у нас есть масса водорода (m) равная 12 кг, а его молярная масса (M) равна 2 г/моль. Давайте найдем количество вещества (n):
\[n = \frac{12\,кг}{2\,г/моль}\].
Переведем килограммы в граммы:
\[n = \frac{12\,000\,г}{2\,г/моль}\].
Теперь можем рассчитать количество вещества:
\[n = 6000\,моль\].
Теперь, когда у нас есть количество вещества, мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы рассчитать объем водорода (V).
Давление (P) равно 200 кПа, температура (T) равна 7 ℃ (которую необходимо перевести в кельвины), и универсальная газовая постоянная (R) равна 8,31 Дж/(моль·K).
Теперь давайте переведем температуру в кельвины:
\[T_{\text{K}} = T_{\text{C}} + 273,15\],
\[T_{\text{K}} = 7\,℃ + 273,15\],
\[T_{\text{K}} = 280,15\,K\].
Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон для расчета объема водорода:
\[PV = nRT\],
\[V = \frac{nRT}{P}\],
\[V = \frac{6000\,моль \times 8,31\,Дж/(моль·K) \times 280,15\,K}{200\,кПа}\].
Переведем килопаскали в паскали:
\[V = \frac{6000\,моль \times 8,31\,Дж/(моль·K) \times 280,15\,K}{200\,000\,Па}\].
Теперь давайте рассчитаем объем:
\[V \approx 2778,42\,м^3\].
Ответ: объем водорода равен примерно 2778,42 кубических метров.
2) Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит:
\[P_1 \times V_1 = P_2 \times V_2\],
где P₁ и V₁ - давление и объем газа в начальном состоянии, а P₂ и V₂ - давление и объем газа в конечном состоянии.
Мы знаем, что объем (V₂) увеличился в 8 раз от начального объема (V₁), и давление (P₂) уменьшилось на 70 кПа от начального давления (P₁).
Теперь, давайте запишем уравнение для данной задачи:
\[P₁ \times V₁ = (P₁ - 70\,кПа) \times (8 \times V₁)\].
Теперь, давайте решим данное уравнение:
\[P₁ \times V₁ = 8 \times P₁ \times V₁ - 560 \times V₁\],
\[7 \times P₁ \times V₁ = 560 \times V₁\].
Теперь давайте найдем значение давления (P₁):
\[P₁ = \frac{560 \times V₁}{7 \times V₁}\].
Упростим выражение:
\[P₁ = \frac{80}{1}\].
Ответ: давление газа в конце изотермического процесса равно 80 кПа.
1) Для решения этой задачи, нам понадобится идеальный газовый закон, который гласит:
\[PV = nRT\],
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа в молях, R - универсальная газовая постоянная, и T - температура газа в кельвинах.
Сначала нам необходимо определить количество вещества газа (n). Масса вещества можно выразить через его молярную массу следующим образом:
\[n = \frac{m}{M}\],
где m - масса вещества, а M - его молярная масса.
Итак, у нас есть масса водорода (m) равная 12 кг, а его молярная масса (M) равна 2 г/моль. Давайте найдем количество вещества (n):
\[n = \frac{12\,кг}{2\,г/моль}\].
Переведем килограммы в граммы:
\[n = \frac{12\,000\,г}{2\,г/моль}\].
Теперь можем рассчитать количество вещества:
\[n = 6000\,моль\].
Теперь, когда у нас есть количество вещества, мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы рассчитать объем водорода (V).
Давление (P) равно 200 кПа, температура (T) равна 7 ℃ (которую необходимо перевести в кельвины), и универсальная газовая постоянная (R) равна 8,31 Дж/(моль·K).
Теперь давайте переведем температуру в кельвины:
\[T_{\text{K}} = T_{\text{C}} + 273,15\],
\[T_{\text{K}} = 7\,℃ + 273,15\],
\[T_{\text{K}} = 280,15\,K\].
Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон для расчета объема водорода:
\[PV = nRT\],
\[V = \frac{nRT}{P}\],
\[V = \frac{6000\,моль \times 8,31\,Дж/(моль·K) \times 280,15\,K}{200\,кПа}\].
Переведем килопаскали в паскали:
\[V = \frac{6000\,моль \times 8,31\,Дж/(моль·K) \times 280,15\,K}{200\,000\,Па}\].
Теперь давайте рассчитаем объем:
\[V \approx 2778,42\,м^3\].
Ответ: объем водорода равен примерно 2778,42 кубических метров.
2) Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит:
\[P_1 \times V_1 = P_2 \times V_2\],
где P₁ и V₁ - давление и объем газа в начальном состоянии, а P₂ и V₂ - давление и объем газа в конечном состоянии.
Мы знаем, что объем (V₂) увеличился в 8 раз от начального объема (V₁), и давление (P₂) уменьшилось на 70 кПа от начального давления (P₁).
Теперь, давайте запишем уравнение для данной задачи:
\[P₁ \times V₁ = (P₁ - 70\,кПа) \times (8 \times V₁)\].
Теперь, давайте решим данное уравнение:
\[P₁ \times V₁ = 8 \times P₁ \times V₁ - 560 \times V₁\],
\[7 \times P₁ \times V₁ = 560 \times V₁\].
Теперь давайте найдем значение давления (P₁):
\[P₁ = \frac{560 \times V₁}{7 \times V₁}\].
Упростим выражение:
\[P₁ = \frac{80}{1}\].
Ответ: давление газа в конце изотермического процесса равно 80 кПа.
Знаешь ответ?