Какова масса азота, высвободившегося из объема 8,3 л, находящегося при температуре 7 °С, при падении давления азота

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество вещества газа (в молях),
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура газа (в Кельвинах).

Для начала, изменим единицы измерения давления и объема на СИ. Для этого нам понадобится преобразовать давление с кПа в Па, умножив на \(10^3\), и объем с литров в метры кубические, умножив на \(10^{-3}\). Получим:

\(P = 100 \, кПа \cdot 10^3 = 100000 \, Па\)

\(V = 8.3 \, л \cdot 10^{-3} = 0.0083 \, м^3\)

Далее, нам необходимо найти количество вещества газа (n), которое мы можем найти, используя уравнение состояния идеального газа:

\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Подставим известные значения:

\[n = \frac{{100000 \, Па \cdot 0.0083 \, м^3}}{{8.3 \, Дж/моль•К \cdot (7 + 273) \, К}}\]

Вычислим данное выражение:

\[n = \frac{{830}}{{8.3 \cdot 280}} \, моль\]

Теперь у нас есть количество вещества азота.

Затем, мы можем использовать молярную массу азота для нахождения массы азота (m), используя формулу:

\[m = n \cdot M\]

где:
m - масса газа (в килограммах),
M - молярная масса азота (в килограммах/моль).

Подставим известные значения:

\[m = \frac{{830}}{{8.3 \cdot 280}} \cdot 28 \cdot 10^{-3} \, кг\]

Вычислим данное выражение:

\[m = \frac{{830 \cdot 28 \cdot 10^{-3}}}{{8.3 \cdot 280}} \, кг\]

Таким образом, масса азота, высвободившегося из объема 8.3 л, при падении давления азота с 150 до 100 кПа, составит:

\[m = \frac{{830 \cdot 28 \cdot 10^{-3}}}{{8.3 \cdot 280}} \, кг\]