Какое значение давления необходимо для достижения плотности азота 5 кг/м3 при температуре 0 градусов по Цельсию, если его плотность при н. у. равна 1,251 кг/м3?

Tatyana
Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа и формулу для расчета давления. Давайте начнем.
Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
где:
- - давление газа (в паскалях),
- - объем газа (в м3),
- - количество вещества газа (в молях),
- - универсальная газовая постоянная ( ),
- - температура газа (в Келвинах).
Мы хотим найти значение давления ( ), при котором плотность азота будет равна 5 кг/м3. Плотность можно определить как отношение массы газа к его объему:
где:
- - плотность газа (в кг/м3),
- - масса газа (в кг).
Для начала, найдем массу газа. У нас есть плотность азота при н. у. равная 1,251 кг/м3. Так как мы хотим достичь плотности 5 кг/м3, то массу газа можно найти, умножив плотность на объем:
Теперь у нас есть масса газа (в кг), которую мы можем использовать в уравнении состояния идеального газа для расчета давления.
Однако, нам сначала нужно привести температуру в градусах Цельсия к Кельвинам. Для этого, добавим 273 к значению температуры:
Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для расчета давления:
где:
- - молярная масса газа (в кг/моль).
Для азота, молярная масса составляет примерно 0,028 кг/моль.
Подставим значение массы газа ( ):
Избавимся от объема газа ( ), разделив обе части уравнения на :
Теперь, подставим значение плотности ( ) равное 5 кг/м3:
После подстановки и вычислений, получаем значение давления . Округлим его до удобного числа значащих цифр.
Таким образом, чтобы достичь плотности азота 5 кг/м3 при температуре 0 градусов по Цельсию, необходимо давление равное полученному значению.
Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
где:
-
-
-
-
-
Мы хотим найти значение давления (
где:
-
-
Для начала, найдем массу газа. У нас есть плотность азота при н. у. равная 1,251 кг/м3. Так как мы хотим достичь плотности 5 кг/м3, то массу газа можно найти, умножив плотность на объем:
Теперь у нас есть масса газа (в кг), которую мы можем использовать в уравнении состояния идеального газа для расчета давления.
Однако, нам сначала нужно привести температуру в градусах Цельсия к Кельвинам. Для этого, добавим 273 к значению температуры:
Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для расчета давления:
где:
-
Для азота, молярная масса
Подставим значение массы газа (
Избавимся от объема газа (
Теперь, подставим значение плотности (
После подстановки и вычислений, получаем значение давления
Таким образом, чтобы достичь плотности азота 5 кг/м3 при температуре 0 градусов по Цельсию, необходимо давление равное полученному значению.
Знаешь ответ?