Каков объем сосуда, если в нем содержится газ массой 50 г при температуре 27°C и давлении 185 кПа?
Lastochka
Для решения данной задачи нам понадобятся законы идеального газа. Один из таких законов - это уравнение состояния идеального газа, известное также как уравнение Клапейрона-Менделеева:
\[PV = nRT\]
где:
- P - давление газа,
- V - объем газа,
- n - количество вещества газа (в молях),
- R - универсальная газовая постоянная,
- T - температура газа в абсолютных единицах (Кельвинах).
Перед тем, как продолжить решение, давайте переведем заданные значения температуры и давления в соответствующие абсолютные единицы. Для этого добавим 273.15 к значению температуры (27+273.15 = 300.15°K) и оставим давление без изменений (185 кПа).
Теперь у нас есть все необходимые данные для решения задачи. В данном случае, нам нужно найти объем газа (V), поэтому мы будем переустанавливать уравнение Клапейрона-Менделеева относительно V.
\[V = \frac{{nRT}}{{P}}\]
Нам нужно найти количество вещества газа (n) в молях. Для этого нам понадобится молярная масса газа. Допустим, задача не уточняет, о каком газе идет речь. Поэтому мы должны знать молярную массу для расчета. Пусть для примера считаем, что это идеальный одноатомный газ, например, гелий (He). Молярная масса He равна примерно 4 г/моль.
Теперь мы можем решить задачу.
1. Вычислим количество вещества газа (n):
\[n = \frac{{\text{{масса газа}}}}{{\text{{молярная масса газа}}}} = \frac{{50 \, \text{{г}}}}{{4 \, \text{{г}}/\text{{моль}}}}\]
\[n = 12.5 \, \text{{моль}}\]
2. Заменим известные значения в уравнении Клапейрона-Менделеева:
\[V = \frac{{nRT}}{{P}} = \frac{{12.5 \, \text{{моль}} \times 8.314 \, \text{{Дж/(моль·К)}} \times 300.15 \, \text{{Кельвин}}}}{{185 \, \text{{кПа}}}}\]
3. Произведем необходимые вычисления:
\[V = \frac{{3735.04 \, \text{{Дж}}}}{{185 \times 10^3 \, \text{{Па}}}}\]
\[V = 0.0202 \, \text{{м}}^3\]
Ответ: объем сосуда составляет примерно 0.0202 м^3 (или 20.2 литра) при данных условиях.
\[PV = nRT\]
где:
- P - давление газа,
- V - объем газа,
- n - количество вещества газа (в молях),
- R - универсальная газовая постоянная,
- T - температура газа в абсолютных единицах (Кельвинах).
Перед тем, как продолжить решение, давайте переведем заданные значения температуры и давления в соответствующие абсолютные единицы. Для этого добавим 273.15 к значению температуры (27+273.15 = 300.15°K) и оставим давление без изменений (185 кПа).
Теперь у нас есть все необходимые данные для решения задачи. В данном случае, нам нужно найти объем газа (V), поэтому мы будем переустанавливать уравнение Клапейрона-Менделеева относительно V.
\[V = \frac{{nRT}}{{P}}\]
Нам нужно найти количество вещества газа (n) в молях. Для этого нам понадобится молярная масса газа. Допустим, задача не уточняет, о каком газе идет речь. Поэтому мы должны знать молярную массу для расчета. Пусть для примера считаем, что это идеальный одноатомный газ, например, гелий (He). Молярная масса He равна примерно 4 г/моль.
Теперь мы можем решить задачу.
1. Вычислим количество вещества газа (n):
\[n = \frac{{\text{{масса газа}}}}{{\text{{молярная масса газа}}}} = \frac{{50 \, \text{{г}}}}{{4 \, \text{{г}}/\text{{моль}}}}\]
\[n = 12.5 \, \text{{моль}}\]
2. Заменим известные значения в уравнении Клапейрона-Менделеева:
\[V = \frac{{nRT}}{{P}} = \frac{{12.5 \, \text{{моль}} \times 8.314 \, \text{{Дж/(моль·К)}} \times 300.15 \, \text{{Кельвин}}}}{{185 \, \text{{кПа}}}}\]
3. Произведем необходимые вычисления:
\[V = \frac{{3735.04 \, \text{{Дж}}}}{{185 \times 10^3 \, \text{{Па}}}}\]
\[V = 0.0202 \, \text{{м}}^3\]
Ответ: объем сосуда составляет примерно 0.0202 м^3 (или 20.2 литра) при данных условиях.
Знаешь ответ?