Каков объем газа этана C2H4 массой 80 кг при стандартных условиях? Ответ округли до целых

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические законы. Главным из них является закон Авогадро, который гласит, что один и тот же объем любого газа, измеренный при одинаковых условиях (температуре и давлении), содержит одинаковое количество молекул. Это позволяет нам использовать соотношение между массой и молекулярным весом газа для нахождения количества молекул и, соответственно, объема газа.

Сначала нам нужно найти количество молекул этана в 80 кг. Для этого нам понадобится молекулярная масса этана (C2H4). Молекулярный вес этана равен сумме молекулярных весов его атомов. Молярная масса углерода (C) равна 12 г/моль, а масса водорода (H) составляет 1 г/моль. Таким образом, молекулярная масса этана будет равна:

\[2 \cdot (12 \, \text{г/моль}) + 4 \cdot (1 \, \text{г/моль}) = 24 \, \text{г/моль} + 4 \, \text{г/моль} = 28 \, \text{г/моль}\]

Теперь мы можем найти количество молекул этана в 80 кг, используя соотношение массы и молярной массы:

\[\text{Количество молекул этана} = \frac{\text{Масса этана}}{\text{Молярная масса этана}} = \frac{80 \, \text{кг}}{28 \, \text{г/моль}}\]

Давайте переведем массу этана из килограммов в граммы, чтобы у нас были одинаковые единицы измерения:

\[80 \, \text{кг} = 80 \, \text{кг} \cdot 1000 = 80000 \, \text{г}\]

Теперь мы можем вычислить количество молекул этана:

\[\text{Количество молекул этана} = \frac{80000 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}}\]

Рассчитаем эту величину:

\[\text{Количество молекул этана} \approx 2857 \, \text{моль}\]

Так как у нас одинаковое количество молекул для разных газов в одинаковых условиях, мы можем использовать известное значение одного моля вещества (количество атомов, молекул, ионов) и расчитать объем этана при стандартных условиях. Обычно такое значение составляет около \(6.02 \times 10^{23}\) молекул (известное число Авогадро). Поэтому мы можем записать пропорцию:

\[\frac{\text{Количество молекул этана}}{\text{Один моль}} = \frac{\text{Объем этана при стандартных условиях}}{6.02 \times 10^{23} \, \text{молекул}}\]

Теперь давайте рассчитаем объем этана при стандартных условиях, используя пропорцию:

\[\text{Объем этана при стандартных условиях} = \frac{\text{Количество молекул этана} \times 1 \, \text{моль}}{6.02 \times 10^{23} \, \text{молекул}}\]

Подставим значения:

\[\text{Объем этана при стандартных условиях} = \frac{2857 \, \text{моль} \times 1 \, \text{моль}}{6.02 \times 10^{23} \, \text{молекул}}\]

Рассчитываем значение:

\[\text{Объем этана при стандартных условиях} \approx 4.75 \times 10^{-21} \, \text{моль}\]

Ответ: объем газа этана массой 80 кг при стандартных условиях около \(4.75 \times 10^{-21}\) моль.