Какое количество газа было выпущено из резервуара вместимостью 10 л при температуре 17 градусов С, если было выпущено 10^22 молекул? Если после этого температура газа вернулась к исходным значениям, на какую величину уменьшилось давление газа?
Сумасшедший_Рейнджер
Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа \(PV = nRT\), где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество вещества (в молях), \(R\) - универсальная газовая постоянная и \(T\) - температура в Кельвинах.
1. Прежде всего, мы должны перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого мы просто добавляем к 17 градусам Цельсия 273 (так как \(T_{\text{Кельвин}} = T_{\text{Цельсий}} + 273\)).
\[ T = 17 + 273 = 290 \, \text{K} \]
2. Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для определения количества вещества, \(n\). Мы знаем, что выпущено \(10^{22}\) молекул газа. Количество молекул может быть связано с количеством вещества через постоянную Авогадро. Она равна \(N_A = 6.022 \times 10^{23}\) молекул/моль.
\[ n = \frac{10^{22}}{N_A} = \frac{10^{22}}{6.022 \times 10^{23}} = \frac{1}{6.022} \times 10^{-1} \, \text{моль} \]
3. Теперь, имея количество вещества \(n\), объем \(V\) и температуру \(T\), мы можем определить давление газа \(P\) с помощью уравнения \(PV = nRT\). Универсальная газовая постоянная \(R\) равна 0.0821 атм·л/(моль·К).
\[ P \cdot 10 = \left( \frac{1}{6.022} \times 10^{-1} \right) \cdot 0.0821 \cdot 290 \]
\[ P = \frac{\left( \frac{1}{6.022} \times 10^{-1} \right) \cdot 0.0821 \cdot 290}{10} \]
4. Теперь, чтобы выяснить, насколько уменьшилось давление газа после возвращения к исходным значениям температуры, мы можем вычислить разницу между исходным и конечным давлением.
\[ \Delta P = P - P_{\text{исходное}} \]
Подставьте значения в выражение для давления, чтобы получить конечный ответ.
1. Прежде всего, мы должны перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого мы просто добавляем к 17 градусам Цельсия 273 (так как \(T_{\text{Кельвин}} = T_{\text{Цельсий}} + 273\)).
\[ T = 17 + 273 = 290 \, \text{K} \]
2. Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для определения количества вещества, \(n\). Мы знаем, что выпущено \(10^{22}\) молекул газа. Количество молекул может быть связано с количеством вещества через постоянную Авогадро. Она равна \(N_A = 6.022 \times 10^{23}\) молекул/моль.
\[ n = \frac{10^{22}}{N_A} = \frac{10^{22}}{6.022 \times 10^{23}} = \frac{1}{6.022} \times 10^{-1} \, \text{моль} \]
3. Теперь, имея количество вещества \(n\), объем \(V\) и температуру \(T\), мы можем определить давление газа \(P\) с помощью уравнения \(PV = nRT\). Универсальная газовая постоянная \(R\) равна 0.0821 атм·л/(моль·К).
\[ P \cdot 10 = \left( \frac{1}{6.022} \times 10^{-1} \right) \cdot 0.0821 \cdot 290 \]
\[ P = \frac{\left( \frac{1}{6.022} \times 10^{-1} \right) \cdot 0.0821 \cdot 290}{10} \]
4. Теперь, чтобы выяснить, насколько уменьшилось давление газа после возвращения к исходным значениям температуры, мы можем вычислить разницу между исходным и конечным давлением.
\[ \Delta P = P - P_{\text{исходное}} \]
Подставьте значения в выражение для давления, чтобы получить конечный ответ.
Знаешь ответ?