Какой был объем газа до изобарного расширения, если кислород массой 2 г находился при давлении 200 кПа и температуре

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит так:

\[PV = nRT\]

Где:
P - давление газа (в паскалях),
V - объем газа (в литрах),
n - количество вещества газа (в молях),
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
T - абсолютная температура газа (в кельвинах).

Мы можем использовать данное уравнение для нахождения количества вещества газа до изобарного расширения, предварительно зная его массу.

Для начала, нам нужно определить количество вещества кислорода, исходя из его массы. Для этого мы можем использовать молярную массу кислорода, которая равна 32 г/моль.

\[\text{Молярная масса кислорода} = 32 \, \text{г/моль}\]

Мы можем использовать данное значение для нахождения числа моль газа:

\[n = \frac{\text{масса газа}}{\text{молярная масса газа}}\]

\[n = \frac{2 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}}\]

Вычисляя данное выражение, мы получим:

\[n = 0,0625 \, \text{моль}\]

Теперь, когда у нас есть количество вещества газа, мы можем использовать уравнение идеального газа для нахождения объема газа до изобарного расширения.

Подставляя известные значения в уравнение, мы получаем:

\[PV = nRT\]

\[V = \frac{nRT}{P}\]

Перейдем к пошаговому решению для каждого случая:

а) Для объема газа 3,64 л:

\[V = \frac{0,0625 \, \text{моль} \cdot 8,314 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 280 \, \text{К}}{200 \, \text{кПа}}\]

\[V = 0,1456 \, \text{л}\]

б) Для объема газа 4,2 л:

\[V = \frac{0,0625 \, \text{моль} \cdot 8,314 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 280 \, \text{К}}{200 \, \text{кПа}}\]

\[V = 0,1653 \, \text{л}\]

в) Для объема газа 5,0 л:

\[V = \frac{0,0625 \, \text{моль} \cdot 8,314 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 280 \, \text{К}}{200 \, \text{кПа}}\]

\[V = 0,1950 \, \text{л}\]

г) Для объема газа 6,0 л:

\[V = \frac{0,0625 \, \text{моль} \cdot 8,314 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 280 \, \text{К}}{200 \, \text{кПа}}\]

\[V = 0,2340 \, \text{л}\]

Итак, мы нашли объем газа до изобарного расширения для каждого заданного случая. Обратите внимание, что значения объема округлены до четырех знаков после запятой для большей точности.