Каково давление (в атмосферах), создаваемое 2 молями паров хлорбензола, занимающими объем 10 л при температуре

Для решения данной задачи мы можем использовать и закон идеального газа, и уравнение Ван-дер-Ваальса.

а) Рассчитаем давление, используя закон идеального газа. Закон идеального газа формулируется как PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

В данной задаче у нас есть количество вещества (2 моля), объем (10 л) и температура (250 С). Воспользуемся универсальной газовой постоянной R = 0,0821 л * атм * моль-1 * К-1.

Подставим известные значения в формулу и решим ее:

\[PV = nRT\]

\[P \cdot 10 = 2 \cdot 0,0821 \cdot (273 + 250)\]

\[P \cdot 10 = 2 \cdot 0,0821 \cdot 523\]

\[P \cdot 10 = 85,7322\]

\[P = \frac{85,7322}{10}\]

\[P \approx 8,5732 \, \text{атм}\]

Таким образом, давление, создаваемое 2 молями паров хлорбензола, составляет около 8,5732 атмосферы по закону идеального газа.

б) Теперь рассчитаем давление, используя уравнение Ван-дер-Ваальса. Уравнение Ван-дер-Ваальса имеет вид \((P + \frac{{an^2}}{{V^2}})(V - nb) = nRT\), где a и b - константы, зависящие от вещества.

В данной задаче у нас есть количество вещества (2 моля), объем (10 л), температура (250 С) и значения констант a и b (a = 25,43 л2 * атм * моль-2, b = 0,1453 л * моль-1).

Подставим известные значения в уравнение Ван-дер-Ваальса и решим его:

\((P + \frac{{2 \cdot 25,43}}{{10^2}})(10 - 2 \cdot 0,1453) = 2 \cdot 0,0821 \cdot (273 + 250)\)

\((P + 5,086)(10 - 0,2906) = 2 \cdot 0,0821 \cdot 523\)

\((P + 5,086) \cdot 9,7094 = 85,7322\)

\(P + 5,086 = \frac{{85,7322}}{{9,7094}}\)

\(P \approx \frac{{85,7322}}{{9,7094}} - 5,086\)

\(P \approx 8,3806 - 5,086\)

\(P \approx 3,2946 \, \text{атм}\)

Таким образом, давление, создаваемое 2 молями паров хлорбензола, составляет около 3,2946 атмосферы по уравнению Ван-дер-Ваальса.

В результате расчетов мы получили два значения давления: применяя закон идеального газа, давление составляет около 8,5732 атмосферы, а при использовании уравнения Ван-дер-Ваальса - около 3,2946 атмосферы. Это происходит из-за учета взаимодействий между молекулами вещества в уравнении Ван-дер-Ваальса, которые считаются идеальными в законе идеального газа.